La thérapie photodynamique (PDT) représente actuellement une technique alternative à la chimiothérapie traditionnelle pour le traitement des cancers. Elle est basée sur la capacité de certaines molécules appelées photosensibilisateurs à générer des espèces oxygénées radicalaires suite à une irradiation lumineuse. La plupart de ces molécules sont connues pour leur rétention préférentielle par les tissus cancéreux, mais un certains nombre d’inconvénients limitent leur utilisation. Notamment, leur relative hydrophobie limite leur solubilité dans les milieux biologiques. De nouvelles formules de photosensibilisateurs sont en cours de développement, comme l’utilisation de nanoparticules, pour les véhiculer jusqu’aux tissus cibles, permettant de réduire leur toxicité et d’augmenter leur spécificité. Parmi celles-ci, les nanoparticules polymériques amphiphiles de PEO-b-PCL constituent de bons candidats en raison de leur biodégradabilité et de la possibilité de générer des nano-objets de tailles contrôlées. En outre, ces systèmes permettent de contrôler le relargage du photosensibilisateur véhiculé une fois dans les cellules cibles. Le but du travail présenté ici se situe dans ce contexte et vise à comprendre les mécanismes impliqués dans l’internalisation cellulaire d’un photosensibilisateur, le phéo-a, seul ou par l’intermédiaire des nanoparticules. Les capacités de ce photosensibilisateur à interagir avec les membranes modèles, mimant la partie lipidiques des membranes biologiques, a été étudiée, en nous attachant notamment aux effets du taux de cholestérol. Ce dernier est un composant membranaire important, gouvernant ses propriétés physiques. Nos résultats montrent qu’il implique, entre autre, une réduction importante du flip-flop du phéo-a à travers la membrane. La capacité du phéophorbide-a à endommager et perméabiliser les membranes a été ensuite évaluée. Cet effet perméabilisant du phéo-a a été comparé à celui d’une chlorine tri-carboxylique amphiphile, la chlorine e6. L’interaction du phéo-a avec les nanoparticules et son transfert à partir de ces compartiments vers les membranes ont été étudiée. Aucun transfert de la phéo-a par la phase aqueuse n’a lieu, mais le transfert nécessite une collision directe entre les nanoparticules avec les vésicules. Au niveau cellulaire, les nanoparticules ont montré une nette amélioration de la quantité de phéo-a internalisée par rapport à celle internalisée seule. En outre, les mécanismes de cette internalisation ont été mis en évidence. Avec les nanoparticules, l’incorporation du phéophorbide est bi-phasique. La première phase rapide est attribuée au transfert direct du photosensibilisateur des nanoparticules vers les membranes, au sein desquelles il se redistribue. Elle est suivie d’une seconde phase lente attribuée à l’endocytose des nanoparticules.