Les Aérosols Organiques Secondaires (AOS) sont formés dans l'atmosphère par conversion de gaz organiques en particules ; ils sont issus de l'oxydation en phase gazeuse de Composés Organiques Volatils (COV) précurseurs, menant à la formation de Composés Organiques Semi-Volatils (COSV) oxygénés se partageant entre les phases gazeuse et particulaire. La communauté manque actuellement de données pour décrire ces phénomènes multiphasiques et évaluer leurs impacts climatiques et sanitaires. Ce travail analytique se propose ainsi d'améliorer notre connaissance des AOS par une étude originale basée sur la mise au point d'une méthode de prélèvement simultané des phases gazeuse et particulaire et leur analyse par une même technique analytique sensible et rapide, le couplage thermo-désorption/chromatographie en phase gazeuse/spectrométrie de masse (TD-GCMS). La méthode consiste en une dérivatisation indispensable des COSV oxygénés, prélevés en phase gazeuse comme en phase particulaire, sur un support solide thermo-désorbable afin d'améliorer leur réponse analytique et de faciliter leur identification. Ce travail présente le développement réalisé à partir d'expériences en chambres de simulation atmosphérique - dont CESAM, chambre spécialement conçue pour l'étude des phénomènes multiphasiques - et de la campagne de terrain du projet européen MEGAPOLI.