Ce travail de these s'inscrit dans la problematique de la transition energetique. Depuis quelques annees, les cellules lithium-ion sont de plus en plus utilisees pour alimenter les vehicules electriques et soutenir les reseaux d'energie. Devant les niveaux de puissance et d'energie mis en jeu, les cellules sont assemblees en serie et en parallele sous forme de batteries pour repondre aux besoins de ces applications. Differents mecanismes de degradation affectent les cellules. De plus, ils sont modules par la temperature, l'etat de charge, ou le type de sollicitation electrique. Assemblees en serie, les cellules souffrent d'autres contraintes en raison de leurs differentes caracteristiques et points de fonctionnement. Pour limiter les ecarts de degradation et pour des raisons de securite, ce type d'assemblage est associe a un systeme de gestion de batterie, dont le role est d'assurer l'equilibrage en tension des cellules. Cette approche n'est cependant pas utilisee dans les assemblages paralleles. Ce manuscrit vise donc a evaluer et modeliser les ecarts de courants lies a la mise en parallele, et a determiner si un equilibrage est necessaire. Cette etude est realisee de facon experimentale et en simulation, sur deux technologies de cellules prisees dans les applications de puissance. En premier lieu, une etude est consacree au fonctionnement de la cellule individuelle. Celle-ci permet de construire des modeles electriques, thermiques, et de vieillissement, ainsi que leurs differentes interactions. Compte-tenu du besoin des applications visees, l'approche utilisee dans ce manuscrit permet d'etendre les modeles empiriques et semi-empiriques (souvent utilises pour des besoins de simplicite) a des domaines de validite plus larges, en particulier en temperature, ou la modelisation est realisee sur l'ensemble de la plage de fonctionnement recommandee des cellules. En second lieu, les effets de la mise en parallele de trois cellules sont etudies. Il s'agit ici d'evaluer les differentes causes (resistance, capacite, temperature) et effets de desequilibres sur la repartition des courants a court-terme. Grace aux modeles construits dans la partie precedente, un outil de simulation permet de comparer la validite des modeles proposes face aux donnees experimentales, mais egalement d'analyser des comportements inaccessibles en pratique, notamment en ce qui concerne les effets resistifs. En dernier lieu, les effets a long-terme de la mise en parallele sont analyses. Dans cette partie, l'accent est mis sur le desequilibre thermique, et deux assemblages de trois cellules sont vieillis avec des protocoles differents pour en comparer les effets. A l'instar de la partie precedente, l'etude est realisee experimentalement ainsi qu'en simulation. De plus, une etude succincte met en evidence que certains outils de diagnostic d'etat de sante ne fonctionnent plus lorsque l'on passe d'une cellule seule a un assemblage. Cette partie, conjointement aux autres, permet alors de conclure quant aux risques et besoins d'un equilibrage lors de la mise en parallele. (auteur)