Ce cours porte sur les approches non paramétriques i.e. distributions temps-fréquence et temps-échelle linéaires et bilinéaires ou quadratiques, pour l’analyse avancée et la caractérisation des signaux déterministes non stationnaires. On présente aussi des généralisations aux signaux aléatoires (spectres temps-fréquence). On commence par des rappels généraux sur les outils de description temporelle et fréquentielle des signaux (énergie d’un signal, corrélation, etc…). Les notions de fréquence instantanée et de retard de groupe sont ensuite introduites au moyen du signal analytique. Après avoir montré leurs limites, on introduit des représentations bidimensionnelles : les représentations temps-fréquence et temps-échelle linéaires (Transformée de Fourier à Court-Terme, Transformée de Gabor, Transformée en Ondelettes). On détaille ensuite les distributions quadratiques et bilinéaires, en commençant par présenter les différentes classes de solutions / différentes propriétés d’invariance (classe de Cohen, classe Affine, classe par Corrélation, etc.). Puis on présente quelques-unes des méthodes les plus connues : Transformation de Wigner et de Wigner-Ville et ses versions lissées (Pseudo Wigner-Ville et Pseudo Wigner-Ville lissée), Scalogramme, Spectrogramme, distribution de Choï-Williams, fonction d’Ambiguïté. On traite ensuite des principales propriétés, avantages et inconvénients de ces méthodes.