Au cours de cette thèse, je me suis intéressé à divers sujets, dont le fil conducteur est la métrologie des fibres. J'ai tout d'abord réalisé une détermination directe du degré de polarisation de la lumière à l'aide d'une mesure cohérente quantique, la projection sur l'état singlet. Cette technique a l'avantage d'être insensible aux fluctuations de polarisation, contrairement à la méthode de mesure standard. Je me suis ensuite penché sur les techniques de mesure des biréfringences de groupe et de phase des fibres optiques. Cette étude a abouti, notamment, à l'élaboration d'une nouvelle technique basée sur le "twist". Elle permet de mesurer les biréfringences intrinsèques de phase et de groupe. Avec cette méthode, on a montré que suivant le type de fibre, la relation entre biréfringences de phase et de groupe n'est pas triviale. Pour finir, j'ai développé une détection homodyne impulsionnelle pour élaborer un système de cryptographie à variables continues.