Dans un premier volet de l'expose, des donnees sur l'evolution du climat et de l'environnement planetaire sont etudiees dans le but de mettre en evidence des mecanismes de transition climatique a l'echelle de temps des cycles glaciaires-interglaciaires du Pleistocene recent. Les profils de temperature a Vostok (en Antarctique de l'Est) et de concentration atmospherique en dioxyde de carbone (a caractere global), obtenus sur quelques 160000 ans grace a l'analyse d'une longue carotte de glace foree au site de Vostok. sont a la base de cette etude. Un modele simple de reconstruction statistique du profil de temperature est mis en oeuvre, dont le choix des fonctions d'entree est fonde sur des hypotheses sur les forcages du climat a Vostok. Ces hypotheses sont soutenues par la presence de la signature spectrale de la theorie astronomique du paleoclimat dans les signaux etudies, par la haute correlation entre les variations de la temperature et celles du CO_2, et par la bonne coherence de ces enregistrements avec d'autres series climatiques d'origine marine. Une contribution importante du forcage thermique d'effet de serre du CO_2 est suggeree par cette approche, en accord raisonnable avec des resultats obtenus par d'autres auteurs a l'aide de modeles de circulation generale. Nous presentons aussi les premieres phases de la mise au point d'un modele dynamique de l'atmosphere aux equations primitives axisymetriques. Ce developpement est mene dans le cadre d'un projet de modelisation du systeme climatique complet (atmosphere, ocean, cryophere). Notre modele est, pour la partie dynamique comme pour la physique diabatique, la reduction a deux dimensions (latitude et altitude) d'un modele de circulation generale atmospherique. L'activite turbulente a grande echelle des moyennes et hautes latitudes n'est pas resolue dans cette configuration: nous proposons des parametrisations du transport des energies sensible et latente par les perturbations baroclines, ainsi qu'une premiere etude de celui de la quantite de mouvement. Ces parametrisations font usage de la theorie de longueur de melange, les coefficients de diffusion turbulente etant determines a partir de l'etat climatique local de l'atmosphere a travers une theorie lineaire de l'instabilite barocline. Ce modele est destine, a terme, a l'investigation et a la simulation climatique des transitions glaciaires-interglaciaires. Il s'affiche comme un bon compromis entre la qualite d'un modele de circulation generale et la rapidite d'integration indispensable pour des simulations de longue duree. (auteur)