Près de 70% des étoiles de la Galaxie ont une masse inférieure à 0.8 masse solaire. Cependant, en raison de leur plus faible luminosité et d’une difficulté accrue d’observation, cette statistique ne reflète pas le recensement actuel de la population d’étoiles de faible masse jeunes et vielles dans le voisinage solaire. Les étoiles de faible masse sont d’excellentes cibles pour la recherche d’exoplanètes avec des techniques variées (imagerie directe, vitesse radiale, transit). De plus, la caractérisation des exoplanètes autour de ces étoiles est tributaire des connaissances fondamentales sur celles-ci, c’est-à-dire de leur luminosité bolométrique, température effective, rayon et âge. Dans la présente thèse, la première partie est consacrée à l'élaboration de la méthode statistique combinant l'inférence Bayesienne et des modèles empiriques de plusieurs observables des membres confirmés de 7 groupes d’étoiles (8-120 millions d'années). L’analyse développée prédit la probabilité d'association, la vitesse radiale et la distance trigonométrique qu’une étoile aurait comme membre d’une association donnée. La deuxième partie consiste en la mesure de la vitesse radiale des étoiles ayant de hautes probabilités d’association, et en l'étude du comportement de la luminosité X, comme indicateur de jeunesse pour les étoiles de faible masse. La troisième partie consiste en la détermination des connaissances fondamentales d’une étoile afin d'en déduire un âge précis. Cette étape nécessite la comparaison des propriétés fondamentales avec les plus récents modèles théoriques d'évolution incluant le traitement du champ magnétique. L'impact des résultats de ces travaux est discuté en lien avec les projets astronomiques actuels, dont le télescope spatial Gaia et l’instrument SPIRou qui sera installé au télescope Canada-France-Hawaii en 2017.
