Parmi les oceans du monde, les Systemes d'Upwelling de Bord Est (EBUS, de l'anglais 'Eastern Boundary Upwelling Systems') presentent un interet particulier car ils relient les bassins oceaniques tropicaux aux latitudes moyennes et sont donc soumis a de fortes fluctuations associees a la fois a la variabilite naturelle du climat et au forcage anthropique. Comprendre comment le rechauffement climatique modifie la circulation oceanique et les ecosystemes marins dans les EBUS reste un defi scientifique en raison de la complexite des processus en jeu. La generation actuelle de modeles couples de circulation generale souffre encore des limitations associees a la non prise en compte de maniere realiste de certains aspects de la dynamique des upwellings cotiers et de la circulation a meso-echelle. Dans cette these, nous avons etudie les processus de formation du pattern de changement climatique et de la variabilite naturelle dans le Pacifique Sud-Est (SEP, de l'anglais 'South East Pacific') sur la base de simulations numeriques de derniere generation mises a disposition de la communaute pour etudier le changement climatique en presence de la variabilite climatique interne. Ces ressources incluent le CESM Large Ensemble (CESM-LENS) modele realise par le NCAR aux Etats Unis et des simulations a long terme du climat mondial resolvant la meso-echelle realisees au Centre IBS Center for Climate Physics (ICCP) en Coree du sud. En supposant un quasi-equilibre entre le forcage radiatif externe et les processus de couche de melange de la circulation de l'ocean de surface, il est possible d'identifier les processus oceaniques et atmospheriques responsables de la tendance de la temperature de surface de la mer (SST, de l'anglais 'Sea Surface temperature') sur la periode 2006-2100. Nous montrons tout d'abord que la localisation latitudinale du rechauffement minimum de la SST dans le SEP s'ecarte significativement de celle predite par la theorie pour laquelle le refroidissement evaporatif maximum est controle par le pattern de chaleur latente climatologique (precipitations moyennes). Le bilan de chaleur des simulations CESM-LENS revele que l'advection oceanique est responsable du pattern de rechauffement de type El Nino dans la region equatoriale et le long des cotes du Perou et du Chili. Le centre de la zone de rechauffement minimum est principalement determine par le refroidissement relatif du flux de chaleur latente et le rayonnement solaire, partiellement compense par l'advection meridienne de l'ocean. Les details de la tendance au rechauffement le long des cotes du Perou et du Chili resultent egalement d'un equilibre entre l'advection induite a la fois par le changement des courants d'Ekman et la compensation geostrophique. Les resultats revelent egalement que le pattern de changement climatique de la SST a une projection significative sur les modes de variabilite naturelle dans le SEP, ce qui suggere qu'il peut etre compense par la variabilite naturelle. Dans une suite de simulations de modeles a haute resolution, nous etudions la teleconnection oceanique d'ENSO (de l'anglais 'El Nino Southern Oscillation') le long des cotes du Perou et du Chili sur le flux turbulent, considere ici comme une source de variabilite naturelle dans le SEP. Nous avons montre en particulier que l'ENSO peut alimenter l'energie de la circulation a des echelles de temps decennales le long des cotes du Perou et du Chili en modulant les instabilites du systeme de courants cotiers. Globalement, la these illustre la complexite des processus associes a la teleconnection equatoriale dans le SEP a differentes echelles de temps, qui ne sont pas encore accessibles a partir du systeme d'observations actuel trop court. (auteur)