The Ground Penetrating Radar (GPR) is a non-destructive method used for roads and buildings inspection: it is well adapted to detect the different layers constituting the structures. The objective of this thesis is to develop a method for a fast determination of the properties of a buried layer on the basis of surface GPR measurements. The observation of the GPR waves propagation in numerical simulations led to develop an analytical model, which could be applied to the experimental determination of laboratory layered structures.Le Ground Penetrating Radar (GPR) est une méthode non destructive utilisée pour l'inspection des routes et des bâtiments, bien adaptée pour détecter les différentes couches constituant une structure. L'objectif de cette thèse est de développer une méthode pour une détermination rapide des propriétés d'une couche enfouie sur base des mesures GPR de surface. L'observation des ondes GPR dans des simulations numériques a mené au développement d'un modèle analytique, qui a pu être appliqué à la détermination expérimentale de structures multicouches de laboratoire