Les conditions d'identifiabilité des paramètres actifs (nombres de Biot des pertes et diffusivité thermique) de la méthode flash sont étudiées ainsi que le chiffrage des erreurs sur leurs estimations. La même méthode flash permet également d'accéder à certaines propriétés thermophysiques d'un dépôt solidaire d'un substrat connu et une nouvelle méthode d'identification, basée sur les transformées expérimentales du contraste thermique, est développée. Le contrôle non-destructif de plaques de composites stratifiés, présentant des délaminages, est ensuite abordé: la méthode thermique est basée sur l'étude, en face avant ou arrière, de l'incidence d'un défaut interne sur la diffusion de la chaleur dans le solide, suite à une excitation flash en face avant. Une méthode d'estimation de l'épaisseur, de la profondeur et de l'extension du délaminage est ensuite présentée. Elle utilise la notion de contraste thermique normalisé localement et est appliquée à des champs de température bidimensionnels transitoires, acquis à l'aide d'une camera infrarouge (emploi également des transformées expérimentales de Laplace). Une méthode semi analytique de conduction inverse bidimensionnelle permanente est ensuite appliquée à l'estimation expérimentale de l'évolution angulaire du coefficient de transfert sur un cylindre en convection forcée transverse