Lorsqu'un système physique est en fonctionnement, un des objectifs d'une analyse de sûreté est d'être sûr que les variables caractérisant l'état du système suivent une certaine trajectoire ou restent dans une zone donnée compte tenu de toutes les perturbations et les incertitudes sur les paramètres et les mesures du système. Une solution originale pour ce problème est proposée dans ce document à l'aide d'une approche ensembliste qui consiste à calculer l'ensemble des trajectoires possibles générées en présence des perturbations dues à l'environnement du système et à la méconnaissance des modèles du système se traduisant par des incertitudes sur la valeur de certains de ses paramètres. Dans le cas de notre problème, les incertitudes peuvent porter sur les valeurs des paramètres, l'état initial ou les mesures du système. Pour garantir le résultat de l'analyse de sûreté, toutes les trajectoires doivent être envisagées, pour toutes les perturbations et les incertitudes considérées. Pour représenter le comportement d'un système complexe (un système multi mode ou un système non-linéaire), au lieu d'utiliser un modèle avec une structure complexe, une approche standard est de diviser le régime opératoire du système en zones locales est de représenter chaque zone par un modèle linéaire avec une structure simple.On essaie dans ce travail de thèse d'apporter une solution au problème d'identification de systèmes incertains dans un premier temps par un modèle mono-mode et ensuite par un modèle multi-mode pour un objectif d'analyse de sûreté de système. Ce document est constitué de cinq chapitres. Dans le premier chapitre, la problématique du travail est détaillée. Dans le deuxième chapitre, un état de l'arc sur la problématique étudiée est donné. On traite ensuite du problème d'identification et de simulation d'un modèle ensembliste (intervalle) dans le chapitre trois. Pour améliorer la qualité de lé modélisation et augmenter la précision de la prédiction, une approche méthodologique est proposée dans le chapitre quatre pour identifier et pour simuler ce modèle intervalle. Dans le dernier chapitre, une conclusion est apportée sur l'ensemble de ce travail de thèse.