Le travail présenté dans cette thèse s'intéresse à la modélisation de systèmes à base d'agents (situés) pour la résolution de problèmes de partage de ressources critiques. Nous voyons que les systèmes multi-agents manifestent des caractéristiques qui les rendent appropriés à l'implantation industrielle en environnement ouvert et dynamique. Le problème de partage de ressources critiques exhibe les caractéristiques des systèmes complexes (interactions rétroactives entre les sous-parties du problème), et peut s'exprimer d'un point de vue algorithmique comme un problème d'optimisation combinatoire (accroissement exponentiel du nombre de combinaisons à évaluer pour les résoudre lorsque la taille des problèmes augmente). Dans le cadre de la modélisation générique que nous proposons pour ce problème, nous devons donc corréler la complexité des relations héritées du problème avec la complexité des relations liées à la décentralisation des agents en interaction. Nous devons aussi permettre une convergence rapide du système modélisé vers une configuration satisfaisante qui matérialise une solution pour le problème traité, parmi un grand ensemble de configurations disponibles. Les systèmes multi-agents abordent le problème de partage de ressources critiques comme un problème de négociation décentralisée. En décentralisant le processus de résolution, on se confronte à la difficulté de corrélation de comportements locaux par rapport aux propriétés globales du système. Nous contribuons par cette étude à identifier des limitations des approches multi-agents, et proposons deux modèles qui illustrent ces difficultés : une mauvaise coordination de l'ensemble de l'activité des agents entraîne un dysfonctionnement qualifié de `suractivité agent' qui enraille la convergence vers une solution recherchée. Ceci nous amène à envisager le défaut de 'suractivité' comme un problème de perception décentralisée, et à proposer une approche innovante : CESNA (Complex Exchanges between Stigmergic Negotiating Agents). Des agents négocient à travers un réseau la validation de contrats qui leur conviennent. Lorsque tous les agents sont satisfaits, on obtient une solution pour le problème. Certaines mesures montrent la diffusion d'informations de coordination complexes du niveau local (des agents) au niveau global (du système) et vice versa à travers le réseau de négociation. Nous mesurons par ailleurs des performances de résolution comparables à celles que l'on connaît pour les approches spécifiques de coloration de graphe. Ces résultats prometteurs soulignent les capacités de perception émergente et d'auto-organisation résultats d'interactions complexes entre les agents, ils mettent à jour la pertinence de cette nouvelle façon d'envisager les relations complexes entre agents pour le partage de ressources critiques. Il nous semble intéressant d'envisager l'expression des relations complexes que nous proposons pour d'autres domaines applicatifs.