Ces dernières années, le monde des systèmes critiques a connu un véritable essor en matière de demande de logiciels. Dans une optique majeure de réduction des coûts de développement, les grands acteurs du monde critique comme ceux de l’avionique et de l’automobile s’orientent de plus en plus vers l’ingénierie dirigée par les modèles. Par contre les acteurs du domaine ferroviaire, pour des raisons stratégiques et organisationnelles restent encore fidèles à des méthodes conventionnelles qui leur permettent de tirer au maximum profit de leurs compétences. Cependant, ces approches conventionnelles souffrent d’un manque d’abstraction pour la traçabilité des préoccupations et la vérification formelle, qui sont fortement recommandées dans le développement des logiciels critiques dans le domaine ferroviaire. Pour faire face à ces limitations, nous présentons dans cette thèse une approche systématique basée sur l’ingénierie dirigée par les modèles à base de composants, de façon à maîtriser au mieux la complexité des logiciels et la traçabilité des préoccupations. Nous proposons notamment trois contributions essentielles. En premier lieu, nous fournissons un ensemble uniformisé de méta-modèles permettant de décrire les préoccupations des exigences logicielles, les composants logiciels, et la traçabilité entre les préoccupations et ces composants logiciels. Avec la deuxième contribution, nous proposons un support formel de notre modèle pour en permettre la vérification formelle. Finalement, la dernière contribution propose une approche de développement et de vérification à base de composants logiciels, nommée SARA pour "SAfety-critical RAilway control applications". Nous avons validé notre approche avec quelques cas d’études du nouveau système européen de contrôle de train, ERTMS/ETCS. / In recent years, the development of critical systems demands more and more software. In order to reduce their costs of development and verification, actors in critical domains, such as avionics and automotive domains, are moving more and more towards model-driven engineering. In contrast, in the railway domain, for strategic and organizational reasons, actors remain faithful to traditional methods that allow them to take advantage of their knowledge. However, these conventional approaches suffer from a lack of abstraction and do not provide supports for traceability of concerns and formal verification, which are highly recommended for the development of railway safety-critical software. To address these shortcomings, we present in this thesis a systematic approach based on model driven engineering and component-based model, in order to better manage software complexity and traceability of concerns. In this dissertation, we provide in particular three major contributions. First, we provide an integrated set of meta-models for describing the concerns of software requirements, software components, and traceability between the concerns and software components. With the second contribution, we propose a formal support of our model to allow formal verification of temporal properties. Finally, with the last contribution, we propose a software component-based development and verification approach, called SARA, and included in V-lifecycle widely used in the railway domain. Experiments we conducted to validate our approach through a few case studies of the new European train control system ERTMS/ETCS, show that by using component model that explicitly include requirement traceability, we are able to provide a practical, scalable and reliable approach.