Les nez artificiels ont un grand potentiel applicatif dans divers domaines industriels, du contrôle qualité au diagnostic médical. Nombre de ces applications requièrent de détecter une molécule cible avec certitude dans un environnement complexe, parfois à très faible concentration. Cependant, la sensibilité et la sélectivité des nez artificiels actuels sont encore loin d’égaler celles du nez biologique dont ils s’inspirent. Dans ce contexte, notre équipe développe depuis 2012 un nez optoélectronique pour la détection de composés organiques volatils en phase gazeuse. Il s’appuie sur un réseau de matériaux sensibles peptidiques et une transduction par imagerie par résonance de plasmons de surface. Cette thèse explore trois stratégies pour le développement de nouveaux matériaux sensibles biomimétiques permettant d’en améliorer les performances. Nous proposons, premièrement, d’intégrer des protéines naturellement présentes dans le nez au système, deuxièmement, de sélectionner in vitro des peptides par phage display, et troisièmement d’utiliser le criblage virtuel. L’implémentation de ces trois méthodes prometteuses permet de mieux comprendre leurs différents enjeux techniques pour pouvoir à l’avenir adapter rapidement notre dispositif aux besoins de ses utilisateurs. Mots clés : Nez artificiel, nez optoélectronique, composé organique volatil, imagerie par résonance de plasmons de surface, protéines liant les odorants, peptide, phage display, criblage virtuel, sensibilité, sélectivité.