Les interfaces cerveau-machines (ICMs) peuvent améliorer considérablement la qualité de vie des patients tétraplégiques en créant une voie de communication alternative et en compensant la perte de la fonction motrice. Cette thèse se concentre sur les systèmes ICM basés sur l'ECoG qui ont montré un fort potentiel pour fournir une communication efficace, tout en étant moins invasif que les enregistrements intracorticaux. Cependant, la plupart des systèmes actuels souffrent d'une faible précision de décodage. Les modèles basés sur l'apprentissage profond (DL) se sont avérés efficaces dans de nombreuses tâches et apparaissent donc comme une solution possible pour créer une représentation robuste des signaux cérébraux. Dans cette thèse, nous avons étudié le potentiel des méthodes basées sur l'apprentissage profond pour le décodage de la translation de la main à partir de signaux ECoG.Tout d'abord, nous avons évalué plusieurs modèles de DL sur des données de l'essai clinique BCI et Tétraplégie (NCT02550522) enregistrées avec un sujet tétraplégique, pour prédire la translation de la main en 3D à partir des caractéristiques temps-fréquence des signaux ECoG. Nous avons commencé l'étude avec un perceptron multicouche prenant en entrée des caractéristiques vectorisées. Ensuite, nous avons proposé des réseaux neuronaux convolutifs (CNN), qui prennent des entrées organisées en matrices se rapprochant de la disposition spatiale des électrodes, et des cellulles long short-term memory (LSTM) pour analyser les informations temporelles. Les résultats ont montré que les architectures basées sur les réseaux neuronaux convolutifs sont plus performantes que le modèle multilinéaire actuel sur l'ensemble des données ECoG analysées, avec une augmentation de la similarité cosinus moyenne allant jusqu'à 60 %. La meilleure architecture utilisait un modèle CNN pour analyser la représentation spatiale des caractéristiques temps-fréquence, suivi d'un LSTM exploitant le caractère séquentiel des données.Dans le cas des ICM, l'accès à de grands jeux de données est limité car les enregistrements sont longs et fatigants pour le patient. Pour étudier l'impact de la taille du jeu de données sur les performances de décodage, la quantité de données d'entraînement a été progressivement augmentée de 5 à 140 minutes de signal dans différentes expériences de calcul, en se concentrant sur les exigences de taille du jeu de données et les effets d'adaptation du patient. Nos résultats ont révélé que les modèles de DL augmentent les performances pour presque toutes les tailles de jeu de données d'entraînement. Ce résultat valide les modèles de DL comme bons candidats pour les applications de la vie réelle. Nous avons également observé une meilleure qualité des données pour les enregistrements effectués plus tardivement, ce qui indique un progrès du patient pour générer des signaux informatifs.Le DL a prouvé son utilité pour la vision par ordinateur, principalement dans le cas de l'apprentissage de bout en bout, permettant l'extraction de représentations plus adaptées à une tâche spécifique. Nous avons évalué des méthodes utilisant des signaux ECoG bruts en tant qu'extension naturelle de l'analyse des caractéristiques créées à la main. Les paramètres de la transformée en ondelettes continue utilisée pour extraire la représentation temps-fréquence ont été optimisés de bout en bout pour voir le bénéfice potentiel de l'ajustement des paramètres à ce problème spécifique. Les résultats ont montré qu'il n'y avait que peu ou pas de bénéfice à entraîner les ondelettes en termes de similarité en cosinus, alors que les modèles de bout en bout nécessitent plus de puissance de calcul. Cela peut suggérer que l'entraînement des paramètres de la première couche peut être moins bénéfique et plus difficile dans le cas d'une BCI basée sur l'ECoG.