Notre objectif est d'étudier la modélisation de phénomènes couplés et leur mise en oeuvre sur une grille de calcul, en développant quatre applications. Les deux premiers couplages sont de type physico-chimique et physico-physique (couplage algébrique d'équations). Ils sont appliqués respectivement à la contamination d'aquifères et à l'intrusion d'eau salée. Les deux autres couplages sont géométriques de type multidomaines ou multi-échelles et sont appliqués au stockage profond de déchets radioactifs, d'une part dans un milieu peu fracturé, d'autre part dans un réseau de fractures. Nous choisissons une approche par composants logiciels, qui permet d'encapsuler chaque code modélisant un phénomène physique. Les interfaces des composants permettent d'eectuer les échanges de données nécessaires au couplage numérique. L'exécutif PadicoTM garantit un calcul à haute performances sur une grille de calcul avec différents types de réseaux, grâce notamment à un modèle de composants parallèles, qui permet de passer à l'échelle.