La gestion des incertitudes constitue un sujet particulièrement important pour le processus de développement des systèmes (DS) complexes. Il faut donc améliorer la flexibilité et la prédictibilité des processus de DS en proposant une méthodologie pour appréhender et maîtriser les incertitudes qu’ils comportent, ce qui passe par la modélisation. Le travail présenté dans ce mémoire se concentre sur deux questions indispensables dans ce but : (1) Comment gérer les incertitudes pendant le processus de DS ? (2) Comment représenter les incertitudes dans la modélisation de processus de DS ? Pour répondre à ces questions, la thèse propose une méthodologie incluant l’identification des incertitudes, l’analyse de leurs effets, leur réduction et/ou leur exploitation, et leur surveillance et leur contrôle ; elle définit également une démarche de modélisation des incertitudes avec le langage UML en proposant un méta-modèle des incertitudes et un nouveau profil UML "Uncertainty-of" qui permet de rendre ce méta-modèle opérable avec les outils UML. La validité de la méthodologie et du profil proposés a été testée par l’étude d’un cas industriel. Cette étude a montré que la définition d’une telle méthodologie était utile pour l’organisation de la gestion des incertitudes dans la conception et le développement de systèmes, et que la création d’un nouveau profil UML apportait une solution pertinente dans la représentation des incertitudes. / Uncertainty management is a particularly important issue for complex systems development (SD) processes. The overall objective to be attained in this context is to improve the flexibility and predictability of SD process by proposing a methodology to understand and master the uncertainties. We believe that modeling uncertainties is an indispensable step in this direction. For this purpose, the presented work in this thesis focuses on two critical issues : (1) How should we manage uncertainties in SD processes ? (2) How can we represent uncertainties in modeling such processes ? In order to answer to these questions, this thesis proposes a methodology including identification, analysis of impact, diminution and / or exploitation, and monitoring and control of uncertainties ; and it also defines an approach to modeling uncertainties with UML by proposing a meta-model of uncertainties and a new UML profile named "Uncertaintyof", which allows to make this meta-model operable with UML tools. The validity of our proposals was tested by an industrial case study, which showed that the definition of such a methodology is helpful to manage the uncertainties in systems design and development, and that the creation of a new UML profile provides a valid solution in the representation of uncertainties.