Le continuel développement des outils statistiques permet aujourd’hui la modélisation de nombreux phénomènes, toujours plus complexes. En combinant l’approche offerte par des modèles statistiques spécifiques, dit "multiniveaux", et leurs applications à différentes problématiques médicales, cette thèse s’inscrit à la croisée de divers domaines : celui des statistiques, de par la méthodologie sur laquelle reposent les résultats ; mais aussi, celui de l’économie de la santé et de la santé publique en général, au travers des applications présentées.La première partie de cette thèse s’intéresse aux aspects théoriques, et plus particulièrement à l’évolution des méthodologies, du modèle de régression linéaire simple aux modèles multiniveaux pour des liens non nécessairement linéaires. Le déroulé historique de la modélisation mais également les hypothèses, le principe, la stratégie d'analyse et enfin les limites y sont abordés.La seconde partie s’articule autour de deux applications multiniveaux distinctes. La première concerne les déterminants de l'observance et des interruptions de traitement, chez les personnes infectées par le virus du VIH/Sida suivant un traitement par antirétroviraux, dans le contexte du Cameroun. La seconde, quant à elle, s'intéresse au recours aux soins dentaires chez les personnes âgées de 60 ans et plus et vivant en domicile ordinaire. Ces deux applications sont comparables dans leurs méthodologies puisqu’il s’agit de déterminer les comportements étudiés par des variables individuelles habituellement retenues, mais aussi des variables de "contexte" (caractéristiques de l’offre de soins).La troisième partie est consacrée aux applications sur le panel de médecins généralistes et traite deux études autonomes. La première expose les réticences des médecins, et le rôle de leurs aprioris, face aux Recommandations de Bonnes Pratiques (RBP). Elle nous permet de déboucher sur quelques pistes pour améliorer l’usage des RBP en médecine de ville. La seconde analyse la similarité – ou parfois la dissimilarité – entre le cycle d’activité des médecins généralistes et la saisonnalité des épidémies, dans le but d’identifier les facteurs favorisant l’ajustement des médecins généralistes aux variations saisonnières des besoins des patients. Cette étude pourrait permettre, notamment, d’anticiper et de mieux gérer des situations de crise sanitaire, avec l’appui effectif de la médecine de ville. / The continual development of statistical tools allows the modelling of numerous phenomena, including the complex ones. Using a set of statistical techniques and applications, based on the so-called “multilevel” modelling, this thesis deals with different aspects related to the statistical methodology and applications as per health economics and public health.The first part reconsiders the evolution of methodology, starting from the simple linear regression techniques to the more complex multilevel modelling as applied to both the linear and non-linear relations. It addresses issues related to the historical development, the hypotheses, the strategy of analysis, and the scope of applications. The second part presents two distinct multilevel studies. The first concerns the determinants of observance and interruptions of treatment for persons infected by the HIV/AIDS and treated with antiretroviral in Cameroon. The second one focuses on the use of dental services for the elderly. The two studies are methodologically comparable in that, besides integrating the usually retained individual variables, the analyses examine health seeking behaviours, particularly, the utilisation of health care services, while accounting for contextual determinants such as the characteristics of health supply (clinic, department or region).The third part is dedicated to the applications on GPs' panel and contains two different studies. The first one explains the GPs’ behaviours and the role of their aprioris vis-à-vis Clinical Practice Guidelines (CPG), and suggests solutions to overcome their negative attitudes. The second study analyses the similarity – sometimes the differences – between the cycle of GPs’ activity and the seasonality of epidemics with the aim of better understanding determinants favouring the adjustment of the GP in the seasonal variations of the patients needs. This study helps anticipate and manage situations of sanitary crisis, with the effective support of general practitioners.