Les pieux doivent supporter les charges axiales transmises par la structure supportée sans perdre leur capacité portante et/ou subir des dommages structurels, ainsi que limiter les tassements excessifs. Ceci est vérifié en examinant la stabilité (résistance) et la tenue des mouvements au service (par exemple les tassements admissibles) de la fondation sur pieux. Les cadres de conception classiques (par exemple les spécifications AASHTO LRFD) traitent uniquement de la conception du pieu à l'état limite de résistance et la tenue des mouvements au service du pieu est généralement vérifiée après avoir déterminé la capacité portante. Par conséquent, un cadre de conception plus complet et plus pratique est nécessaire pour tenir compte simultanément des états limites de résistance et de service. Une approche d'analyse basée sur la prédiction de la réponse charge-tassement peut faciliter l'incorporation des états limites de résistance et de service dans la conception de routine des fondations sur pieux à charge axiale. La recherche présentée dans cette thèse visait à étudier les états limites de résistance et de service pour l'analyse et la conception de pieux tubulaires en acier chargés axialement. La recherche a été menée en trois phases majeures d'étude. La première phase a étudié la stabilité d'un pieu ayant une section carrée tubulaire en acier. Le modèle considérait le flambage d'un pieu chargé axialement retranché dans un milieu continu. Des analyses d'éléments finis tridimensionnels ont été effectuées en modélisant des pieux partiellement enfoncés dans des sols argileux et sableux typiques. Des analyses tridimensionnelles ont été nécessaires pour tenir compte de l'influence du milieu élastique du sol environnant. Afin de modéliser la section de pieu au plus près de la réalité, aucune contrainte particulière n'a été imposée à l'extrémité du pieu. L'influence de l'appuie-tête de pieu, ainsi que du support latéral du sol, sur la stabilité d'un pieu a été étudiée. De plus, à des fins de conception, l'effet de la rigidité de l'interface pieu-sol sur la valeur de la charge critique de flambement (Pcr) a été mis en évidence. La deuxième phase de l'étude a vérifié la stabilité du système pieux-sol contre la rupture en considérant la non-linéarité du milieu sol environnant. À ce stade, la tenue des mouvements au service du système pieu-sol a également été examinée au moyen de la relation charge-tassement du pieu afin de certifier de manière satisfaisante les déformations admissibles. Les objectifs de cette deuxième phase de l'étude ont été atteints grâce à la réalisation de deux niveaux d'analyse: (1) analyses par éléments finis en milieu continu, et (2) des analyses de transfert de charge unidimensionnelles. Le premier niveau d'analyse impliquait l'utilisation de modèles d'éléments finis bidimensionnels et tridimensionnels qui incorporaient des modèles de sol élastoplastiques classiques (Drucker-Prager et Mohr-Coulomb) et modèles de sol élastiques non linéaires (Duncan-Chang et Hyperbolic). Les propriétés de ces sols sont généralement obtenues à partir d'essais en laboratoire. Dans ce contexte, une nouvelle stratégie de modélisation a été proposée pour l'analyse élasto-plastique des pieux à section tubulaire en acier à angles vifs encastrés dans un sol granulaire (sableux). Le deuxième niveau d'analyse a introduit une approche basée sur l'utilisation simultanée des méthodes de transfert de charge et d'analyse par éléments finis. Dans ce cadre, une approche par éléments finis élasto-plastiques a été mise en œuvre afin de réaliser des analyses par éléments finis non linéaires avec la courbe réponse charge-tassement de pieux isolés chargés axialement. Ceci a été réalisé via les courbes de contrainte-déplacement non linéaires pieu-sol le long de l'arbre du pieu (courbe t-z) et en pointe (courbe q-z). L'algorithme de plasticité a considéré l'écrouissage par les courbes d'interaction pieu-sol (t-z et q-z). L'analyse du transfert de charge a montré une caractérisation significativement améliorée du comportement charge-tassement des pieux, par rapport aux résultats d'essais sur le terrain. Le calcul du tassement du pieu a également été amélioré en reproduisant les courbes d'interaction à la fois pour l'arbre du pieu et la pointe du pieu via l'utilisation de la méthode dite de «sous-couche» ou de «recouvrement». Enfin, la troisième phase visait à fournir un cadre de conception pratique tenant compte simultanément de la résistance du pieu et des états limites de service. Le cadre de conception tient compte de la stabilité (flambage) de la section de pieux et peut être étendue à la conception de différents types de fondations profondes telles que des tubes en acier et des pieux en béton. / Piles should sustain the axial loads transmitted from the supported structure without failing in bearing capacity and/or undergoing structural damage, as well as limit excessive settlements. This is verified by examining the stability (strength) and serviceability (e.g. permissible settlements) of the pile foundation. Classical design frameworks (e.g. the AASHTO LRFD specifications) only address the pile design at the strength limit state, and the pile serviceability is typically checked after determining the design bearing capacity. Therefore, a more comprehensive and practical design framework is required to account simultaneously for the strength and serviceability limit states. An analysis approach based on predicting the load-settlement response can facilitate the incorporation of both strength and serviceability limit states in the routine design of axially loaded pile foundations. The research presented in this dissertation aimed at investigating the strength and serviceability limit states for the analysis and design of axially loaded steel tubular piles. The research was conducted over three major phases of study. The first phase investigated the stability of a pile having tubular steel square section. The model considered buckling of an axially loaded pile entrenched in a continuous medium. Three-dimensional finite element analyses were conducted by modelling partially embedded piles in typical clayey and sandy soils. Three-dimensional analyses were necessary in order to account for the influence of the surrounding soil elastic medium. In order to model the pile section as closely as possible to reality, no particular restrains were imposed on the pile tip. The influence of the pile head restraint, as well as lateral soil support, on the stability of a pile was investigated. Moreover, the effect of the pile-soil interface stiffness on the value of critical buckling load (Pcr) was brought to light for design purposes. The second phase of the study verified the stability of the pile-soil system against failure by considering the nonlinearity of the surrounding soil medium. The serviceability of the pile-soil system was also examined at this stage by means of the pile load-settlement relation in order to certify satisfactory control of the allowable deformations. The objectives of the second phase of the study were met through conducting two levels of analyses: (1) Continuum medium-based finite element analyses, and (2) one-dimensional load transfer analyses. The first level of analyses involved using two- and three-dimensional finite element simulations, that incorporated classical elasto-plastic (Drucker-Prager and Mohr-Coulomb), and nonlinear elastic (Duncan-Chang and Hyperbolic) soil models. The properties of such soils are generally obtained from lab tests. In this context, a new modelling strategy was proposed for the elasto-plastic analysis of steel tubular section piles having sharp corners embedded in a granular (sandy) soil medium. The second level of analyses introduced an approach based on the simultaneous use of the load transfer and finite element analysis methods. In this framework, an elasto-plastic finite element approach was implemented in order to conduct nonlinear finite element analyses with the load-settlement response curve of axially loaded single piles. This was achieved via the nonlinear pile-soil stress-displacement curves along the pile shaft (t-z curve) and a tip (q-z curve). The plasticity algorithm considered strain hardening through the pile-soil interaction (t-z and q-z) curves. The load transfer analysis showed a significantly improved characterization for the pile load-settlement behavior compared to field test results. The computation of pile settlement was also improved by reproducing the interaction curves for both pile shaft and pile tip via the use of the so-called "Sublayer" or "Overlay" method. Finally, the third phase aimed at providing a practical design framework accounting simultaneously for the pile strength and serviceability limit states. The design framework accounts for the stability (buckling) of the pile section and can be extended to the design of different types of deep foundations such as steel tubular and concrete piles.