This memoir consists in a survey of my mathematical works, focusing essentialyon character varieties for fundamental groups of 3-manifolds.Two major influences converge in these researchs : first the study of hyperbolic structureson 3-manifolds (Thurston, Neumann-Zagier...) and second the construction of coordinatesfor character varieties of fundamental groups of surfaces (Fock-Goncharov...). The tools I(among others) developped may be used for an experimental study of these character va-rieties (through formal computations) as well as a more theoretical treatment. Some ques-tions of a more geometric flavor arise, as e.g. the construction of new geometric structureson 3-manifolds or the study of the discreteness of representations.Ce mémoire présente mes travaux mathématiques et se concentre plus particu-lièrement sur l’étude des variétés de caractères de groupes fondamentaux de variétés dedimension 3.Ces recherches, fortement inspirées d’une part de travaux sur les structures hyperboliquessur les variétés de dimension 3 à pointes (Thurston, Neumann-Zagier...) et d’autre partsur des coordonnées pour les variétés de caractères de groupes fondamentaux de surfaces(Fock-Goncharov...), permettent une étude aussi bien fois expérimentale, via le calcul for-mel, que théorique de ces variétés de caractères. Ils ouvrent aussi la voie à des questionsplus géométriques : constructions de structures géométriques sur des variétés de dimen-sion 3 ou encore étude de la discrétude des représentations
