Cette thèse s'attache à étudier la problématique de la décision de maintenance pour des systèmes soumis à évolution technologique incertaine, rapprochant attentes opérationnelles liées à la maintenance et préoccupations stratégiques d'investissement. Nous tirons bénéfice de la flexibilité et du caractère dynamique du principe d'options réelles traditionnellement appliqué au domaine de la finance en les évaluant par le biais de processus de décision markoviens non stationnaires. Plus précisément, les modèles présentés permettent d'adapter dynamiquement la décision de maintenance pour des systèmes soumis à de fortes évolutions technologiques, cette décision étant liée à la notion de saut technologique, au choix de la génération technologique à mettre en place ainsi qu'à la vélocité et l'incertitude du marché. L'option de maintenance peut alors se substituer à une décision hâtive d'investissement. D'autre part, on analyse les décisions en fonction des différentes natures d'obsolescence qu'elle soit subjective, définie par le ratio performances actuelles et espérées, ou objective dans le cas d'incompatibilité matérielle, notamment des pièces de rechange. Enfin, grâce à ces modèles, on peut étudier l'influence de la qualité et du niveau de connaissance du marché sur les politiques de maintenance et d'investissement en offrant la possibilité d'enrichir ponctuellement l'information.