L'objectif principal de ce projet est d'apporter des informations destinées à clarifier la physique des vibrations en usinage à partir de la coupe orthogonale en tournage. Le premier chapitre comprend la caractérisation des procédés d usinage en utilisant les efforts de coupe en présence de vibrations. Nous réalisons une évaluation dans le domaine fréquentiel des dynamomètres piézoélectriques et de l'influence des composants de montage, ce qui dévoile les problèmes des mesures dynamiques. A la fin de cette première partie nous proposons une méthode de correction sur les mesures des dynamomètres piézoélectriques au-delà de leur bande passante et nous présentons également une application de cette méthode. Le second chapitre est consacré à la compréhension des sources de vibration en coupe orthogonale. Nous analysons spécialement la formation du copeau segmenté dentelé et son évolution en fonction des conditions de coupe, puisque le rôle de ce phénomène comme source d excitation n est pas suffisamment éclairé dans la littérature. De plus, nous discutons les effets des excitations régénératives, qui dépendent de l interaction entre les conditions de coupe et de la réponse structurelle de la machine-outil. Le troisième chapitre comprend l'identification expérimentale des causes des vibrations durant l'usinage. Nous avons identifié et caractérisé la formation du copeau dentèle et la réponse dynamique de la machine-outil. Le dernier chapitre comprend la modélisation, laquelle contribue à l'éclaircissement de la physique du processus de coupe, ce qui peut être utilisé pour étudier des aspects comme l usure de l'outil, la finition des pièces ou la conservation des tolérances.