La présente thèse est consacrée en grande partie à l'étude des interactions entre les nanotubes de carbone et les couches minces ferroélectriques. D'une part, l'effet de champ ferroélectrique peut moduler de façon réversible et non-volatile la densité de porteurs de charge de nanotubes semi-conducteurs. D'autre part, des nanotubes mis sous tension électrique peuvent être utilisés comme une source de champ électrique extrêmement concentrée pour modifier localement la polarisation d'une couche mince ferroélectrique sous-jacente. Ces effets ont été explorés dans cette thèse dans le cadre de la création de transistors à effet de champ ferroélectrique formés par des nanotubes semi-conducteurs déposés sur une couche mince ferroélectrique de Pb(Zr0.2Ti0.8)O3. De tels transistors sont non-volatils tout en permettant une lecture non-destructive. L'utilisation de nanotubes de carbone comme électrode a permis la création et l'étude de domaines ferroélectriques de dimensions nanométriques avec une durée de vie supérieure à 1,5 an.