La spécification de systèmes complexes est une tâche difficile qui ne peut être accomplie en une seule étape. Dans les méthodes formelles, le concept de raffinement a donné lieu à de nombreux travaux dans lesquels la preuve de la correction entre les différents états de spécifications joue un rôle important. L'activité de refactoring consiste à restructurer un modèle en vue d'améliorer certains facteurs de qualité, tout en préservant la cohérence de ce modèle. Cette thèse préconise l'utilisation de deux techniques de raffinement et de refactoring afin d'établir des modèles UML de qualité c'est-à-dire corrects par construction, extensibles, réutilisables et efficaces. En outre, elle plaide en faveur de l'utilisation conjointe UML (semi-formel) et B, Event-B et CSP (formels). Les principales contributions de cette thèse sont : proposition des patterns de raffinement de diagrammes de classes UML/OCL afin de guider le concepteur lors de la modélisation statique de son application et proposition des schémas de refactoring des modèles UML décrits par des diagrammes de classes, des contraintes OCL et des diagrammes d'états-transitions afin d'aider le concepteur lors de la restructuration des modèles UML.