Ma thèse a été centrée sur l’étude par luminescence à deux photons (TPL) de nanostructures d’or uniques, éventuellement couplées, dans le but d’en déterminer les propriétés de nano-antennes optiques. Les différentes expériences réalisées ont permis de mettre en évidence les paramètres clés à l’origine de la luminescence à deux photons (TPL) permettant de mettre en évidence le rôle du plasmon transverse. Ce résultat a été confirmé par l’étude de nanobipyramides présentant des caractéristiques plasmoniques légèrement différentes. Ce modèle a été approfondi via l’étude des propriétés TPL de nanobâtonnets présentant des volumes différents mais des résonances plasmoniques identiques. Enfin, en confrontant les résultats expérimentaux à des simulations obtenues par BEM (Boundary Element Method), nous avons montré que le signal provenait a priori des atomes du volume de la NP. Des problèmes de photo-dégradations ont par ailleurs été constatés et analysés. Au-delà des nano-bâtonnets, nous avons quantifié les effets dits de pointes de nanobipyramides présentant des caractéristiques plasmoniques proches de celles des bâtonnets. Nous avons également pu mettre en évidence de très fortes intensités TPL sur les points chauds issus d’échantillons d’or semi-continu. Un second volet de mes travaux a concerné la mise en œuvre et la caractérisation des propriétés optiques linéaires et non-linéaires de nano-émetteurs hybrides individuels couplant une nano-antenne à des fluorophores. Différentes techniques ont été testées : la mise en œuvre de dépôts multicouches (méthode dite « layer-by-layer »), ou la nanophotopolymérisation localisée. Dans les deux cas, outre la complexité de mise en œuvre de ces techniques, nous avons été confrontés à la difficulté d’extraire le signal des molécules du très fort signal de luminescence à deux photons des nanostructures d’or.