Les oscillateurs les plus stables au monde sont ceux utilisant un résonateur saphir placé à basse température. Dans ce cas, le résonateur est utilisé en mode passif et l’oscillation est entretenue par un amplificateur placé à température ambiante. Pour atteindre des stabilités ultimes, ce dispositif doit être complété par plusieurs asservissements afin de pallier les dérives de phase et d’amplitude du signal dans la boucle d’oscillation. Ce type d’oscillateur est donc encombrant et difficile à mettre en œuvre dans des applications de terrain. L’objectif de cette thèse est de valider un autre principe d’utilisation du résonateur saphir : le MASER à modes de galerie. L’idée cette fois est de mettre à profit la présence d’impuretés paramagnétiques dans le cristal de saphir pour obtenir un effet MASER autoentretenu. L’ensemble du dispositif est maintenant dans le même ensemble physique, à savoir le résonateur saphir et l’amplificateur placés à basse température. Le principe du MASER à modes de galerie a été démontré à l’aide de résonateurs saphir de type HEMEX, contenant des impuretés du type Fe3+. Son principe est fondé sur le MASER à trois niveaux d’énergie sans champ magnétique dc. En pompant les ions au moyen d’un mode de galerie à une fréquence de 31 GHz, une oscillation peut être obtenue via un autre mode de galerie à 12,04 GHz. Le niveau de puissance maximal obtenu à la sortie du résonateur est de 6•10−9 W (dix mille fois supérieur à celui d’un Maser H) pour une concentration ionique de quelques 10 ppb. Des mesures sur l’instabilité relative du MASER, pour des niveaux de puissance de l’ordre de 10−12 W, ont montré que cet oscillateur n’est limité à court terme que par le bruit thermique, y(<10 s)=2•10−14−1/2. Une autre expérience comparant le Whigmo à un oscillateur saphir cryogénique (OSC) à l’état de l’art a montré que le MASER présente une instabilité inférieure à quelques 10−14 à court terme. Ce travail suggère que le MASER fonctionnant à une puissance de 6•10−9 W pourrait présenter des niveaux d’instabilité à court terme de 10−16−1/2. En conclusion le MASER saphir cryogénique à mode de galerie est un oscillateur alliant les performances des OSC classiques et une extrême simplicité et pourrait à terme remplacer les OSC.