Véritable outil de compréhension des causes et des conséquences d'événements dommageables voire catastrophiques, les modèles d'accident ont pris une place essentielle au cœur des démarches d'enquêtes-accident et/ou d'évaluations des risques au sein des systèmes socio-techniques. Leur efficacité n'est plus à prouver et nombreuses sont les organisations les utilisant aux fins de répondre à un besoin de sécurité et à des exigences de performances et de progrès. De nombreux modèles d'accident ont donc été développés. Fondés originellement sur le principe de représentations d'une chaîne d'événements relier par des relations de causes à effets, les modèles contemporains s'appuient désormais, pour une minorité encore, sur la théorie des systèmes et la théorie du contrôle, favorisant ainsi une analyse systémique et une vision holistique des accidents et des catastrophes. Parmi les démarches de modélisation les plus récentes et abouties, le modèle d'accident systémique appelé STAMP (System-Theoretic Accident Modeling and Processes), développé au sein du Massachusetts Institute of Technology, et se fondant sur les concepts de " contrainte ", de " structure " et de " modèle de processus " a été retenu dans le cadre de cette thèse. Ce modèle pose comme hypothèse que les accidents résultent d'un contrôle inefficace et inadéquate de la structure d'un système socio-technique le conduisant et le condamnant ainsi à migrer d'un état " sûr " vers un état accidentel. La thèse se fixe trois objectifs. Le premier vise à s'approprier les fondements épistémologiques, théoriques et méthodologiques sous jacents au modèle STAMP. Le deuxième consiste en la mise en œuvre effective du modèle dans le cadre de l'évaluation des risques d'un procédé industriel innovant de dépollution de sédiments contaminés. Le troisième ambitionne à apprécier les apports et les limites du modèle et de proposer au regard des limites repérées des propositions d'amélioration tant au plan théorique que méthodologique.