La région Méditerranéenne a été identifiée comme l'une des régions les plus vulnérables aux changements climatiques et anthropiques et constitue un des « hot-spots » mondiaux de crise de l'eau. Dans un tel contexte, les questions relatives à la gestion des ressources en eau se posent de manière accrue. Pour y faire face, des approches de modélisation intégrée associant l'évaluation de la disponibilité des ressources en eau et des demandes en eau sont proposées. Une chaîne méthodologique a été mise en place à l'échelle régionale, considérant des scénarios hydrologiques et d'usages de l'eau sous contraintes climatiques et incluant les objectifs de la Stratégie Méditerranéenne pour le Développement Durable en termes d'efficience hydraulique. Cette première approche permet d'évaluer la situation du stress hydrique en Méditerranée et son évolution à l'horizon 2050. Actuellement, le Sud et l'Est de la Méditerranée doivent faire face à un stress hydrique sévère, voire à une pénurie. D'ici 2050, les ressources en eau disponibles pourraient diminuer de l'ordre de 30 à 50 % tandis que les prélèvements devraient doubler. Le stress hydrique devrait ainsi augmenter sur l'ensemble du pourtour méditerranéen. Néanmoins, si les objectifs d'efficience sont atteints, les prélèvements en eau pourraient se stabiliser, voire même diminuer (10–40 %) dans certains bassins Nord méditerranéens. Le stress hydrique pourrait alors rester faible sur la rive Nord et être tempéré dans certains bassins de la rive Est. Une deuxième chaîne méthodologique a été développée à l'échelle du bassin de l'Ebre (Espagne) afin d'appréhender la satisfaction des demandes en eau environnementales, domestiques et agricoles. Le bassin a été divisé en 9 sous-bassins versants afin de considérer les différentes contraintes hydro-climatiques et l'influence des barrages principaux sur les régimes hydrologiques, auxquels ont été associés 11 sites de demande. Cette approche permet de définir les pressions actuelles sur le bassin et d'évaluer l'évolution de la capacité à satisfaire les demandes en eau sous contrainte de scénarios climatique, d'évolution démographique et d'expansion des surfaces irriguées à moyen terme. Actuellement, les demandes en eau sur le bassin versant de l'Ebre sont satisfaites. A l'horizon 2050, les écoulements printaniers et estivaux pourraient diminuer de 30 à 35 % en différents points du bassin. Les demandes en eau environnementales et domestiques devraient toujours être satisfaites, néanmoins, la capacité à satisfaire les besoins agricoles pourrait ne pas toujours être assurée au cours de la période estivale. Ces deux démarches établissent une confrontation entre l'offre et la demande en eau à différentes échelles et fournissent des indicateurs sur la capacité à satisfaire les demandes en eau sous contraintes climatiques et anthropiques. Elles constituent ainsi des approches originales pour évaluer la disponibilité actuelle et future des ressources en eau, identifier les régions où des tensions d'usages risquent de se produire et mieux orienter les stratégies d'adaptation. Dans un contexte de changements globaux, ce type d'exercice est fondamental pour soutenir les politiques de gestion de l'eau et encourage la co-construction de scénarios entre usagers, décisionnaires et scientifiques. / The Mediterranean basin has been identified as one of the world's most vulnerable regions to climatic and anthropogenic changes and constitutes a water crisis' hot spot. Under such context, questions on water resources management arise. Integrated methodologies taking into account evolution in water resources availability and water demands are thus generated. A first methodology accounting for the Mediterranean basin specific conditions is developed to assess the current and future water stress state of this region. The medium-term evolution of water stress is investigated using climatic scenarios and a water-use scenario based on efficiency improvements following the recommendations of the Mediterranean Strategy for Sustainable Development. Currently, the southern and eastern rims are experiencing high to severe water stress. By the 2050 horizon, a 30–50% decline in freshwater resources is simulated over most of the Mediterranean basin and total water withdrawals are projected to double. Water stress could hence increase over the whole Mediterranean basin. If progresses in efficiency are reached, total water withdrawals would stabilize over the Mediterranean basin and even make them decrease (10–40%) in many northern catchments. Water stress could thus be tempered in some eastern catchments and kept to low on the northern rim. A second integrated water resources modelling framework was developed over the Ebro catchment (Spain) in order to evaluate water allocation for the domestic and agricultural sector as well as for environmental purposes. The catchment was divided into 9 sub-catchments to which 11 demand sites were attributed, in order to take into account the different hydro-climatic regimes and the influence of dams on hydrological regimes. This method defines current pressures applied to water resources and evaluates the evolution of water allocation by the medium term under climatic and water-use scenarios considering population growth and irrigated areas expansion. Currently, water demands are satisfied over the Ebro catchment. In 2050, water resources are projected to decline by 30-35% during the spring and summer seasons. Environmental and domestic water demands should still be satisfied but agricultural water demands could have to face severe water shortages during the summer season. These two modeling frameworks establish a dialogue between water resources and water demands at different space scales and give indexes on the capacity to satisfy water demands under climatic and anthropogenic scenarios. These studies provide original approaches to evaluate water resources current and future availability, to identify the most vulnerable regions to water use conflicts and to better orientate adaptation strategies. In a context of climatic and anthropogenic changes, such frameworks are a first step to better sustain water management policies and to support the co-construction of scenarios between users, policy-makers and scientists.