Les viticulteurs doivent adapter leurs pratiques culturales en prenant en compte l'évolution du contexte réglementaire et climatique. La modélisation du système de production viticole peut les y aider. Elle permet la construction d'outils d'aide à la décision pour les viticulteurs et les techniciens de la filière viti-vinicole. Pour les chercheurs et ingénieurs, elle sert aussi de support pour tester des scénarios prospectifs dans le cadre de ce contexte changeant. Dans une approche systémique, la modélisation doit intégrer les facteurs du milieu, les facteurs humains et la qualité des produits, ce qui constitue un enjeu important. Pour répondre à ce dernier, cette thèse a pour objectif de proposer une démarche méthodologique et de la tester. Nous avons élaboré le concept 'd'itinéraire de fonctionnement' qui permet de modéliser le fonctionnement de la vigne dans son milieu, en fonction des effets combinés du sol, du sous-sol, de l'environnement paysager et des pratiques culturales. Ces variables étant de nature différente, et présentant une certaine part d'incertitude, nous avons choisi des méthodes mathématiques appropriées pour les agréger. Ces agrégations se basent sur de la connaissance experte et de l'extraction de connaissance venant des bases de données. Après une caractérisation, les itinéraires de fonctionnement ont été mis en relation avec les types de produit raisin/vin identifiés par des viticulteurs et techniciens. La modélisation et l'application du concept d'itinéraire de fonctionnement s'appuient sur des données recueillies sur des parcelles du vignoble. L'application du concept d'itinéraire de fonctionnement de la vigne, sur des parcelles d'étude, a permis de montrer qu'il était possible de caractériser, de manière simple et opérationnelle, le fonctionnement de la vigne dans son ensemble et de le relier à des types de produit raisin/vin. Les résultats valident une application en deux étapes : dans un premier temps, la caractérisation de variables évaluant le niveau de développement végétatif et la précocité des parcelles, et dans un second temps, l'évaluation de l'impact des conditions d'alimentation hydrique. Les variables de fonctionnement de la vigne peuvent être prédites. Les conditions d'alimentation hydrique le sont en fonction de modèles existants. La méthode proposée pour évaluer la vigueur de la vigne a mis en évidence la présence d'interactions entre les facteurs du milieu et les pratiques culturales. Nos résultats montrent, que lorsque l'ensemble des facteurs sont pris en compte, un modèle basé uniquement sur une connaissance experte et des relations directes issues de la bibliographie ne peut pas être performant pour prédire les variables de fonctionnement. La méthode de modélisation que nous proposons intègre, en plus, l'effet des interactions entre les variables Les résultats de cette étude permettront aux viticulteurs de choisir les pratiques culturales les mieux adaptées aux facteurs du milieu et au type de vin souhaité. Cette méthode est applicable aussi bien pour les zones d'appellation que pour les zones de production de vins génériques.