Les protéines sont des molécules dont la structure est liée à leur fonction dans les organismes vivant. Cette thèse porte sur la caractérisation de ces structures et de leur dynamique et s'inscrit dans le développement de l'analyse par spectrométrie de masse en biologie structurale. La spectrométrie de masse couplée à des techniques de spectroscopie optique résolue en temps permet de mettre en lumière les mécanismes d'absorption, de relaxation et de transfert de charges photo-induits impliqués dans la dynamique conformationnelle et électronique de ces molécules biologiques. Ces approches expérimentales avec la combinaison de techniques de biologie moléculaire (expression, gel électrophorèse, dichroïsme circulaire, etc.) sont présentées en début de manuscrit. C'est par l'étude de l'activation photo-induite de chromophores utilisés pour l'analyse de la structure de protéines qu'a commencé ce travail de thèse. Les mécanismes d'absorption de photons et de relaxation non radiative de chromophores greffés sur des peptides ont été sondés. Nous avons ensuite sondé les mécanismes de transferts de charges photo-induits au sein de petits peptides afin de comprendre l'influence de la taille de ces systèmes et de la composition en acides aminés sur la dynamique conformationnelle de ces peptides. Ceci a nécessité le montage d'un dispositif pompe-sonde pour l'étude de la dynamique de transfert de charge. Enfin nous nous sommes intéressés à un processus de changement de conformation du peptide PUMA, présent dans les organismes de mammifères et impliqué dans la régulation de l'apoptose, en utilisant la spectrométrie de mobilité ionique comme sonde de conformation et de dynamique structurale