Ce travail propose des solutions innovantes en vue de l'exploitation des modèles d'ingénierie hétérogènes. Il prend pour exemple le domaine de la prospection pétrolière. Les stratégies de prospection sont élaborées à partir de représentations tridimensionnelles du sous-sol appelées modèles géologiques. Ceux-ci reposent sur un grand nombre de données hétérogènes générées au fur et à mesure de la conduite de l'exploration par des activités telles que la prospection séismique, les forages, l'interprétation des logs de puits. A fin d'optimisation, les utilisateurs finaux souhaitent, pouvoir retrouver et réutiliser à tout moment les données et les interprétations attachés aux différents modèles successivement générés. Les approches d' intégration des connaissances susceptibles d'être mises en œuvre pour résoudre ce défi, doivent être dissociées aussi bien des sources et des formats de données que des outils logiciels en constante évolution. Pour cela, nous proposons d'utiliser l'annotation sémantique, technique courante du Web sémantique permettant d'associer la connaissance à des ressources au moyen d' "étiquettes sémantiques". La sémantique ainsi explicitée est définie par un certain nombre d' ontologies de domaine, qui, selon la définition classique, correspondent à autant "de spécifications formelles de la conceptualisation" des domaines considérés. En vue d'intégrer les modèles d'ingénierie considérés, nous proposons une architecture, qui permet de relier des concepts appartenant respectivement à des ontologies locales et à une ontologie globale. Les utilisateurs peuvent ainsi avoir une vision globale, intégrée et partagée de chacun des domaines impliqués dans chaîne de modélisation géologique. Un prototype a été développé qui concerne la première étape de la chaîne de modélisation (interprétation séismique). Les expérimentations réalisées prouvent que, grâce à l'approche proposée, les experts peuvent, en utilisant le vocabulaire de leur domaine d'expertise, formuler des questions et obtenir des réponses appropriées.