L'objectif de ce travail de thèse consiste à préparer de nouvelles molécules photosensibles de type carbènes N-hétérocycliques, ligands ou complexes, dessinées pour répondre aux critères des photosensibilisateurs (PS) (molécules pures, hydrosolubles, biocompatibles, non toxiques, d'efficacité d'absorbance maximale, possédant de bonnes propriétés photophysiques) applicables dans le domaine des matériaux ou/et dans le domaine biomédical tel qu'en photothérapie. L'ambition étant d'optimiser les propriétés spectroscopiques des photosensibilisateurs et d'obtenir une bonne photoactivité. Ce travail de thèse décrit dans un premier chapitre un état de l'art non exhaustif concernant les macrocycles hétérocycliques, les carbènes N-hétérocycliques (NHC) et les macrocycles de type NHC ainsi qu'un rappel des propriétés attendues des molécules photosensibles. Dans un deuxième chapitre, il détaille les synthèses de ligands originaux N-hétérocycliques et N-bis-hétérocycliques bis-imidazolium de structures ouvertes ou macrocycliques fermées ainsi que leurs caractérisations physico-chimiques (infrarouge, RMN, spectroscopie de masse). Des structures cristallographiques de certains de ces macrocycles ont été obtenues par diffraction des rayons X. Dans un troisième et dernier chapitre, sont détaillés les différents essais de formation des carbènes et l'étude de leurs propriétés de complexation vis-à-vis des métaux de transition. Des calculs théoriques Gaussian viennent en appui de celle-ci. Une étude par fluorescence et par production d'oxygène singulet ainsi qu'une évaluation des propriétés biologiques des macrocycles et ligands flexibles présentés précédemment, montrent des propriétés photophysiques et biologiques prometteuses. De plus, une étude préliminaire intéressante de l'échange proton/deutérium des protons carbèniques des macrocycles bis-imidazolium est décrite.