La capacité à cartographier le champ magnétique à l'échelle nanométrique serait un atout crucial non seulement pour l'étude des matériaux magnétiques et de certains phénomènes de la matière condensée, mais aussi pour des études fondamentales en biologie. Ce travail décrit la réalisation d'un microscope de champ magnétique d'un genre nouveau, qui promet une résolution spatiale ultime de quelques nanomètres. Ce microscope est basé sur le défaut azote-lacune du diamant, dont les propriétés quantiques peuvent être exploitées pour en faire un magnétomètre ultrasensible et de taille atomique. Le microscope sera ensuite appliqué à l'étude de parois de domaine dans des couches ferromagnétiques ultraminces, qui sont des objets magnétiques prometteurs pour la réalisation de nouvelles mémoires magnétiques à basse consommation d'énergie. Enfin, nous verrons que le défaut azote-lacune peut également servir à détecter le bruit magnétique produit par par des molécules paramagnétiques, ouvrant ainsi de nouvelles opportunités en biologie pour l'étude de processus cellulaires.
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