La connaissance des propriétés électromagnétiques des cellules peut fournir des signaux précoces de maladie ou de conditions anormales dans le corps humain pour des applications médicales. Combinée à des dispositifs microfluidiques, la spectroscopie d'impédance peut constituer un outil puissant pour le tri, l'analyse, le comptage et la discrimination de cellules. L’objectif principal de cette thèse est la caractérisation de cellules biologiques isolées par spectroscopie d’impédance. La conception et le développement d’un biocapteur à matrice d’électrodes coplanaires sont le second objectif de ce travail, l’idée étant in fine de pouvoir effectuer des mesures simultanées sur plusieurs cellules unitaires. La structure en forme de matrice d’électrodes permet d’augmenter le nombre de cellules mesurées lorsque le nombre d’électrodes augmente. Cependant, les pistes de connexion des électrodes peuvent réduire la variation d’impédance normalisée et ainsi augmenter la difficulté de mesurer les cellules entre les électrodes. Pour analyser les effets des pistes de connexion, proposer des améliorations et observer la faisabilité, nous avons d’abord utilisé une matrice simple 2x2. Avec cette structure, nous analysons de façon analytique, par simulation et par mesures expérimentales l’influence des pistes de connexion sur la bande de fréquence et sur la variation d’impédance normalisée. Pour réduire les effets de pistes de connexion, nous avons réduit leurs dimensions et nous avons montré l’avantage d’utiliser une couche d’isolant sur les pistes de connexion.