Les capteurs biologiques basés sur l’électronique nanométrique ont la propriété intéressante d’être à l’échelle des molécules étudiées. Plus spécifiquement, grâce à leurs propriétés électroniques exceptionnelles, les transistors à effet de champ à base de graphène (TECG) permettent des mesures électriques locales à grandes vitesses d’acquisition et sur de longues durées, offrant un cadre idéal pour la biodétection et l’étude de la cinétique moléculaire. Le présent mémoire traite de l’analyse, la mesure et la fonctionnalisation des TECG dans l’optique d’en faire des biocapteurs performants. En introduction, nous décrirons les propriétés électroniques du graphène ainsi que les principaux concepts reliés aux transistors de graphène et à la détection biologique. Puis, nous établirons les trois objectifs qui seront élaborés en autant de chapitres. Dans le premier chapitre, nous présenterons une revue de littérature critique qui cible l’analyse statistique et l’assemblage de l’interface de détection comme facteurs déterminants de la performance à l’aide d’analyses originales et d’une description approfondie de l’état du domaine. Dans le deuxième chapitre, nous présenterons des ajustements concrets aux sysèmes expérimentaux basés sur les recommandations émises dans la revue. D’abord, nous améliorons la productivité de la fabrication des transistors, puis développons une instrumentation permettant de mesurer plusieurs capteurs en parallèle. Dans le troisième chapitre, nous prendrons avantage de ces modifications pour présenter dans le deuxième article une méthode permettant une fonctionnalisation du graphène à la fois contrôlée et solide. En utilisant le voltage de grille, nous initions et suspendons la fonctionnalisation covalente du graphène aux sels de diazonium afin d’obtenir le taux de greffage désiré, tout en observant la réaction en temps-réel. Ainsi, par nos avancées méthodologiques et d’instrumentation, nous résolvons un enjeu critique du développement de la chimie de surface, centrale à la performance de biodétection.