Ce travail de thèse se place dans le contexte du dépôt de couches minces nanocomposites par des procédés à plasma à basse pression assistés par aérosols. Cinq études ont été réalisées dans le but de comprendre les mécanismes fondamentaux propres à ce type de procédé. Dans un premier temps, l'étude de la croissance des couches minces nanocomposites par ellipsométrie spectroscopique in situ a montré par que l'apport de matière à l'échantillon se faisait alternativement riche en matériau matrice, puis en nanoparticules. Par la suite, l'étude microscopique de la surface des échantillons et la simulation de l'évaporation des gouttelettes dans le plasma a permis d'identifier l’ébullition « flash » comme étant le mécanisme principal de pulvérisation des aérosols dans le plasma à basse pression. Dans un troisième temps, l’étude de l’interaction aérosol-surface a mis en évidence l’apparition de l’évaporation « stick-slip », puis de l’effet Leidenfrost sur les surfaces chaudes. Ensuite, des mesures de spectroscopie d'émission optique résolues en temps couplées à un modèle collisionnel-radiatif ont permis d’examiner l’interaction aérosol-plasma suite à l'injection pulsée de liquide dans un plasma d'argon. Ainsi, l'évolution temporelle des propriétés fondamentales du plasma ont été déterminées, mettant en évidence les variations de température électronique et de densité électronique provoquées par l'injection d'aérosol. Enfin, les connaissances tirées des études précédentes ont été mises en application lors de la synthèse de couches minces nanocomposites contenant des nanomatériaux de natures variées, à savoir des clusters moléculaires, des nanoparticules sphériques et des nanotubes de carbone.
