Le centre azote-lacune (NV) est un défaut de spin du diamant constitué d'un atome d'azote et d'une lacune de carbone dans deux positions adjacentes du réseau cristallin du diamant. Il possède de remarquables propriétés optiques dépendant du spin qui en font une piste prometteuse pour les applications d'information quantique ou comme capteur quantique.Dans le présent manuscrit, deux applications basées sur un ensemble de centres NV dans le diamant sont étudiées: un analyseur de spectre radiofréquence (RF) ainsi qu’une technique de microscopie à champ large pour l'imagerie en champ proche du rayonnement RF émis par des dispositifs RF.Le premier chapitre expose les propriétés des centres NV du diamant ainsi que les motivations des deux applications basées sur celles-ci. En particulier, les solutions disponibles et l'état de l'art des techniques pour l'analyse spectrale RF et l'imagerie en champ proche RF sont passées en revue et l'intérêt d'une solution alternative basée sur les centres NV est discuté.Dans le deuxième chapitre, un montage expérimental permettant la détection optique en champ large de la résonance de spin des centres NV est présenté et utilisé pour étudier les principales propriétés de ce défaut du diamant. Les résonances de spin électronique des centres NV sont étudiées sur une large bande de fréquences (plus de 10 GHz) et différents phénomènes sont étudiés : le comportement d'un ensemble de centres NV auquel on applique un champ magnétique statique, les propriétés de polarisation de la photoluminescence émise par les centres NV et comment elles peuvent être exploitées pour reconnaître les orientations des centres NV dans le diamant, la polarisation du spin nucléaire de l'azote des centres NV sur une large gamme de fréquences (plus de 2 GHz).Le troisième chapitre est consacré à la mise en œuvre d'un analyseur de spectre RF en temps réel basé sur un ensemble de centres NV. Les principales caractéristiques physiques d’un ensemble de centres NV considéré comme un détecteur radiofréquence sont étudiées. Une architecture expérimentale qui permet une analyse spectrale RF en temps réel sur une gamme de fréquence accordable (10 MHz – 25 GHz), une largeur de bande jusqu’à 4GHz, une résolution en fréquence jusqu’au MHz et une résolution temporelle jusqu’à la milliseconde est proposée. La mise en place de ce dispositif a nécessité une analyse sur le comportement d'un ensemble de centres NV sous fort gradient de champ magnétique (plusieurs dizaines de Tesla par mètre) qui est aussi détaillée dans le chapitre.Le quatrième et dernier chapitre traite de l'imagerie en champ large des champs RF basée sur un ensemble de centres NV. Deux techniques sont proposées. La première est basée sur l'élargissement en puissance RF de la résonance de spin des centres NV et la seconde utilise la détection en champ large des oscillations de Rabi des centres NV. Ces deux techniques ont permis de reconstruire le champ proche magnétique radiofréquence émis par une antenne boucle. La première technique nécessite une calibration pour retrouver l'amplitude du champ RF alors que la seconde permet sa mesure directe. La détection champ large des oscillations de Rabi des centres NV a donc été étudiée à la fois expérimentalement et par des simulations. En particulier, les oscillations de Rabi des centres NV détectées expérimentalement à l'aide d’un système d’imagerie en champ large ont une forme asymétrique. Afin de comprendre cette forme, le comportement du centre NV pendant la séquence d'impulsions utilisée pour piloter l'oscillation de Rabi a été modélisé. Les résultats des simulations, en accord avec les résultats expérimentaux, permettent finalement d'avoir une meilleure compréhension de la polarisation optique et de la lecture du spin du centre NV pendant la séquence.