La Tomographie par Emission de Positrons (TEP) est une technique d’imagerie médicale utilisée largement dans le traitement du cancer et dans la recherche neurobiologique, afin d’imager l’activité biologique des organes. Il s’agit de détecter deux photons de 511 keV produits par l’annihilation d’un positron dans les tissus, ce qui permet d’en reconstruire la carte 3D. En mesurant avec une très bonne précision la différence de temps de détection des deux photons, il sera possible d’améliorer la qualité d’image (technique du temps de vol). Dans ce manuscrit, nous présentons le développement de deux détecteurs innovants, rapides et efficaces, pour la détection de la lumière Cherenkov produite par la conversion des photons de 511 keV. Le premier, destiné à un scanner clinique (cerveau) et pré-clinique à haute précision spatiale, utilise comme milieu de détection du TriMéthylBismuth. Le second, pouvant être utilisé pour construire un scanner corps entier, met en œuvre un cristal de PbF₂ comme radiateur Cherenkov. Dans les deux configurations, un photomultiplicateur à micro-canaux (MCP-PMT) est utilisé pour détecter les photons Cherenkov. Notre électronique de détection montre une résolution temporelle limitée à 5 ps (RMS). La chaîne de détection est limitée par les performances du MCP-PMT. Après étalonnage, nous avons mesuré une efficacité de 25 % (grande pour un détecteur Cherenkov), et de résolution temporelle de 200 ps (FWHM).Nous exposons les facteurs limitant la résolution temporelle des détecteurs et proposons des développements qui permettront d’en améliorer les performances.