Cette thèse traite de la caractérisation du diagramme de rayonnement des antennes afin d’améliorer l’utilisation des systèmes de mesure existants. Deux approches sont proposées en vue d'accélérer la mesure du diagramme de rayonnement des antennes en diminuant le nombre d'échantillons requis. La première exploite la décomposition parcimonieuse du champ rayonné par les antennes dans la base des ondes sphériques et nécessite seulement la connaissance de la dimension électrique maximale de l'antenne. La seconde approche utilise les dimensions externes de l'antenne et la surface de mesure afin de construire numériquement une base adaptée au problème de mesure d'antenne. Pour ces deux techniques, le nombre minimal d'échantillons du champ requis et une estimation du gain en temps de mesure à l'IETR sont donnés, montrant ainsi leur intérêt. En complément, une stratégie permettant d'optimiser le positionnement de l'antenne en post-traitement au sein de la base de mesure a été proposée afin d'améliorer la qualité du diagramme de rayonnement reconstruit. Toutes les procédures de mesure et traitements associés ont été validés sur des données numériques et expérimentales provenant d'antennes de types variés, opérant dans diverses bandes de fréquence et mesurées dans plusieurs chambres anéchoides, démontrant ainsi leur caractère général.