Le système expérimental de pointe SMAUG a été développé pour produire des données de référence spectroscopiques infrarouges inédites pour la détection de nouvelles molécules et la reconstruction de la structure verticale de l'atmosphère d’exoplanètes de type Jupiter chaud. Une minituyère de Laval en graphite, connectée à une source de haute enthalpie et couplée à un spectromètre par temps de déclin d’une cavité optique (CRDS), a été développée afin de produire des spectres infrarouges à haute résolution et haute température du méthane dans la région à 1,67 μm. Le dispositif expérimental fonctionne dans deux configurations complémentaires pour accéder aux signatures infrarouges complexes du méthane dans ses états vibrationnels fortement excités. Une détente hypersonique produit un état de très fort déséquilibre thermodynamique moléculaire, associé à des températures vibrationnelles élevées et une température rotationnelle très basse. Du spectre hors équilibre sont extraites les positions précises des niveaux d'énergie vibrationnels excités qui permettent d’affiner la surface d'énergie potentielle du méthane et d’améliorer la précision des modèles théoriques variationnels ab initio qui fournissent les listes de raies spectroscopiques à haute température à la communauté des planétologues. Une nouvelle technique CRDS post-choc conduit à des conditions proches de l’équilibre thermodynamique local. Les températures vibrationnelle et rotationnelle élevées atteintes donnent accès à la structure rotationnelle complète des différentes bandes obervées, de même qu’aux bandes chaudes vibrationnelles issues des états les plus excités de chaque polyade du méthane. En parallèle, une source plasma radiofréquence de type Pocket Rocket a été adaptée et utilisée comme moyen de chauffage alternatif.. Ce travail de thèse a été réalisé dans le cadre du projet ANR e-PYTHEAS qui vise à mieux connaître la formation des exoplanètes et leur évolution.