Dans cette thèse nous nous intéressons à la définition des modèles d'humains pour leur prise en compte dans les situations de travail durant les phases de conception des systèmes industriels. Les différents modes d'interventions de l'homme (normal, dégradé, maintenance, dépannage, etc.) et tous les aspects de son intervention (ergonomie, sécurité, respect des normes, .. .) sont considérés. Dans ces cadres, nous avons envisagé et classifié les différents modèles d'humain dans les situations de travail en indiquant leurs spécificités et leurs applications dans les différents domaines. Nous proposons un modèle plus intégré, regroupant des aspects indispensables (mathématiques, sciences humaines, modèles descriptifs et réalité virtuelle) avec une interface mixte de logique floue et classique. Enfin, nous avons particulièrement étudié les modèles construits en ingénierie virtuelle afin d'améliorer les applications actuelles pour ajouter de nouveaux points de vues, plus généraux, plus flexibles et plus réalistes au sein des outils de conception de systèmes. Nous proposons une nouvelle approche pour définir des zones dangereuses de situation de travail dans un environnement virtuel ou augmenté. Notre proposition finale est un ensemble de modèles et de processus d'évaluation de performance applicables dans le cadre d'environnements d'ingénierie de production assistée par ordinateur.