Trois nouvelles méthodes d'identification modale de structures linéaires et faiblement non-linéaires sont proposées dans ce mémoire. La mise en œuvre expérimentale de la méthode d'appropriation développée au Laboratoire de Mécanique Appliquée permet de mesurer directement sur la structure les modes propres réels du système conservatif qui lui est associé. Elle est particulièrement adaptée à l'utilisation de moyens de mesure optique tels que l'interférométrie holographique. On présente ensuite une technique d'extraction des modes propres réels à partir des modes propres complexes du système dissipatif. Les modes réels sont estimés par calcul d'appropriation sur des fonctions de réponse fréquentielle simulées par superposition des modes complexes. Enfin, une méthode globale d'identification de structures faiblement non-linéaires présentant des modes couplés a été étudiée. Son objectif n'est pas de localiser et identifier les non-linéarités de façon précise, mais de prendre en compte leurs effets sur les réponses de façon simple. Ces trois techniques sont validées sur des tests simulés et expérimentaux.