Le système DAS repose sur l’analyse de la rétrodiffusion générée par la propagation d’une impulsion laser dans une fibre optique afin de localiser la position de contraintes mécaniques. Ainsi, la détection de perturbations autours d’une fibre standard de télécommunication est possible jusqu’à plus de 50 km pour plusieurs interrogateurs DAS du commerce. La portée est alors limitée par l’atténuation intrinsèque de la fibre de 0.2 dB/km qui implique une puissance rétrodiffusée faible en fin de fibre. La distance maximale où la rétrodiffusion est exploitable est donc dictée par la puissance maximale qui peut être injectée. Mais au-delà d’une puissance seuil, la puissance crête des impulsions est elle-même limitée par l’émergence d’effets non linéaires. Ainsi, l’objectif de cette thèse est d’étudier ces phénomènes limitants, pour comprendre leur origine et investiguer des solutions de gestion qui permettraient de repousser cette restriction en puissance. Pour ce faire, nous nous sommes d’abord concentrés sur la compréhension théorique de l’évolution d’une impulsion laser dans une fibre optique au moyen de modèles analytiques et d’un modèle numérique de résolution de l’Equation Non Linéaire de Schrödinger (NLSE). Deux effets, l’Instabilité Modulationnelle (MI) et l’Auto-Modulation de Phase (SPM), apparaissent alors comme particulièrement contraignants pour les configurations d’impulsions utilisées en DAS. Ces conclusions sont ensuite confirmées par des mesures expérimentales de caractérisation. La MI, phénomène le plus limitant, est liée à la présence de bruit dans l’impulsion générée par l’utilisation d’amplification optique. Elle induit un transfert d’énergie de la porteuse vers le bruit qui entraîne de fortes pertes à la fréquence centrale. La SPM intervient ensuite particulièrement pour les configurations d’impulsions les plus courtes. Les variations rapides de puissance optique dans l’impulsion génèrent, par effet Kerr, une modulation de la phase qui augmente au fil de la propagation. Face à ces limitations, des solutions de gestion de la SPM et de la MI sont testées numériquement et expérimentalement. Le filtrage du bruit avant injection de l’impulsion dans la fibre permet de repousser la puissance seuil de la MI. Le choix de la forme de l’impulsion peut aussi avoir son importance. En absence de MI, l’impulsion rectangulaire limite les effets de SPM en minimisant les variations de puissance optique, mais en absence de filtrage, d’autres formes, comme l’impulsion triangulaire, semblent moins sensibles à la MI. Enfin, un montage de compensation de la SPM est mis en place. En résumé, cette thèse propose donc une étude des effets non linéaires de MI et de SPM dans le cadre particulier des capteurs acoustiques à fibre optique distribués. Le modèle numérique implémenté permet de retrouver les variations du signal observées expérimentalement. Les protocoles de caractérisation qui y sont détaillés donnent à l’utilisateur le moyen d’identifier l’effet non linéaire limitant vis-à-vis des impulsions utilisées. Enfin, les solutions abordées donnent des pistes de réflexion quant à l’augmentation de la portée d’un interrogateur DAS par l’augmentation de la puissance en entrée et la gestion des effets non linéaires.