Dans cette thèse nous mettons en avant l'importance de considérer un SMA suivant tous ses aspects : agent, environnement, interaction, organisation et institution. Jusqu'à maintenant, ces aspects ont principalement été traités séparément, et il est difficile d'intégrer des modèles qui portent sur des aspects différents. De plus, nous constatons qu'il existe parfois une ambiguïté sur le rôle de chacun de ces aspects d'un SMA. Il y a donc un besoin de les clarifier et de permettre de tous les intégrer de manière cohérente. Dans cet objectif, nous proposons un cadre conceptuel original pour les SMA qui est fondé sur les quatre quadrants de la vision intégrale de Wilber. Ces quadrants résultent de l'intersection de deux axes d'analyse : l'axe interne – externe et l'axe individuel – collectif. Un intérêt de ce cadre conceptuel est de mettre en évidence le champ d'application de modèles existants, et de faciliter l'intégration de modèles complémentaires. De plus, nous montrons qu'il est adapté à la conception de systèmes ouverts. Enfin nous proposons le méta-modèle MASQ, qui est une formalisation de cette approche conceptuelle. MASQ permet de décrire un SMA à partir de quatre concepts fondamentaux (esprit, objet-corps, espace brut et espace culturel), de relations entre ces concepts, et de lois d'évolution qui déterminent leur dynamique. Ce méta-modèle a pour objectif de mettre en relation des modèles spécifiques complémentaires pour la conception d'un SMA.