Dans le cadre de la modelisation climatique, la representation du cycle de l'eau des surfaces continentales est primordiale. Actuellement, les 'modeles de surface continentale' representent l'evolution des flux d'eau verticaux dans des colonnes de sol de quelques metres de profondeur et leur interaction avec l'atmosphere. En revanche, l'interaction avec les nappes de faible profondeur n'est pas prise en compte alors que leur presence influence fortement les flux d'evapotranspiration a l'echelle locale, et, en consequence, le climat a l'echelle regionale. Une difficulte est que les zones ou cette interaction apparait relevent d'une echelle inferieure a celle du maillage des modeles de surface continentale. L'objectif de cette these est de proposer un modele qui permette de prendre en compte l'impact des nappes de faible profondeur sur les flux d'evapotranspiration pour les modelisations climatiques a l'echelle globale. La contrainte principale associee releve des temps de calculs, qui doivent etre reduits pour permettre la realisation de simulations sur de grandes echelles de temps et d'espace. Dans ce cadre, un nouveau modele de colonne de sol est propose. Une fonction de drainage imposee en bas de colonne permet de reproduire l'evolution temporelle du toit de la nappe, en interaction avec les processus d'infiltration et d'evapotranspiration. Le modele est teste et valide sur des cas tests academiques simples dans un premier temps, puis sur le cas d'un bassin versant reel dans un second temps (bassin versant du Strengbach, en France). Enfin, une methodologie basee sur ce modele de colonne et permettant d'estimer les flux d'evapotranspiration en tenant compte de leur variabilite dans l'espace est introduite. Elle est appliquee a un bassin versant dont la superficie est proche de celle d'une maille classique des modeles de surface continentale (bassin versant du Little Washita, aux etats-Unis). (auteur)