Ce travail est une réflexion prospective sur la densification verticale de la ville par la tour d'habitation. Trois échelles sont considérées : le bâtiment seul (objet), la composition de sa façade et son insertion urbaine (bâtiment situé). Le parti pris est de n'examiner que le seul critère énergétique. Sont réalisées trois séries d'études « morpho-énergétiques » : 1 - une étude sur l'influence énergétique de la morphologie d'un bâtiment « objet » : l'objectif est de développer un outil d'évaluation simplifiée de la performance énergétique totale des bâtiments résidentiels. 2 - une extension du précédent modèle en insérant le bâtiment dans un morceau de ville : l'objectif est d'identifier l'influence des configurations urbaines sur leur performances énergétiques, à l'aide d'un outil d'optimisation par algorithmes génétiques. 3 - l'étude d'une nouvelle démarche de conception et de rénovation des bâtiments à travers le concept Core-Skin-Shell : l'objectif est d'évaluer l'intérêt énergétique d'une décomposition fonctionnelle du bâtiment. / This thesis analyses the energy performance of dense cities and residential towers. It focuses on the energy performance of the built environment at three different scales – the building, the façade and the city area. The details of the three “morpho-energetic” studies are as follows : 1 - the first one analyses the link between buildings' dimensions and their energy performance: it focuses on a simple calculation method to quickly approximate the whole energy balance of residential buildings. 2 - the second study analyses the morphology of energy and density reasoned city areas: the ultimate goal is to develop a tool helping to find the optimal form(s) of a low energy and dense city area. It is based on a genetic algorithm tool. 3 - the last one analyses the energy impact of a new design methodology for construction and refurbishment: the Core-Skin-Shell concept.