Le changement climatique actuel est tellement rapide que la plupart des espèces ligneuses tempérées européennes telles que Fagus sylvatica risquent de ne pouvoir s'adapter, ni migrer suffisamment pour répondre à ce changement. La plupart des modèles simulant l'aire de répartition potentielle de la végétation en fonction du climat considèrent une dispersion « illimitée » ou « nulle » ce qui rend difficile l'évaluation de l'importance de la dispersion par rapport au climat dans la dynamique de la végétation. Ce travail de thèse a pour objectif d'intégrer à un modèle d'aire de répartition basé sur les processus (Phenofit) un modèle phénoménologique de dispersion (modèle de dispersion de Gibbs) dans le but de dissocier l'effet du climat de l'effet de la dispersion dans la réponse de Fagus sylvatica aux changements climatiques en Europe, (i) pendant la recolonisation postglaciaire de 12000 ans BP à l'actuel et (ii) pendant le 21ème siècle. Nos résultats montrent un fort impact de la dispersion associé à un effet également important de la localisation des refuges glaciaires sur la recolonisation postglaciaire du hêtre comparé à l'effet du climat de 12000 ans BP à l'actuel. En revanche, les capacités de dispersion du hêtre ne lui permettent pas d'occuper la totalité de son aire potentielle notamment au nord de l'Europe d'ici 2100. Cette faible colonisation vers le nord de l'Europe associée à de fortes extinctions au sud de son aire de répartition causées par l'augmentation du stress hydrique conduit à une diminution drastique de l'aire de répartition du hêtre d'ici la fin du 21ème siècle. / Current climate change is so fast that some temperate tree species, like Fagus sylvatica, could not adapt nor migrate fast enough to tract their climatic niche. Most models simulating the potential distribution of vegetation as a function of climate consider unlimited or "null" dispersal, which doesn't allow assessing the importance of dispersal compared to climate in the dynamics of the vegetation. In this thesis, we integrate into a process-based species distribution model (Phenofit), a phenomenological model of dispersal (Gibbs-based model) in order to disentangle the effects of climate and dispersal in the response of Fagus sylvatica to climate change in Europe, (i) during the postglacial recolonization from 12000 years BP to present, (ii) during the 21st century. Our results show strong impact of dispersal associated with a strong effect of glacial refugees location on the beech postglacial recolonization, compared to the effect of climat e since 12000 years. Nevertheless, beech dispersal abilities are not sufficient to allow the colonization of newly suitable areas in northern Europe by 2100. This low colonization rate in Northern Europe in addition to a high extinction rate in Southern Europe due to increasing drought lead to a drastic reduction of beech distribution by the end of the 21st century.