La geothermie est devenue aujourd'hui l'une des solutions pour produire de l'energie tout en limitant significativement les emissions de gaz a effet de serre dans l'atmosphere. Cette energie de base renouvelable qui exploite la chaleur souterraine presente de nombreuses utilisations comme la production de chaleur, de froid et/ou d'electricite. Cependant la facilite d'acces a cette ressource n'est pas la meme partout et seuls quelques sites privilegies sont recenses dans le monde. Le reservoir geothermique doit en effet etre permeable et facilement accessible. Les iles des Petites Antilles s'inscrivent dans un contexte geologique de subduction favorable a l'existence de reservoirs geothermiques. Toutefois, l'insularite et le caractere volcanique complexifient l'exploration qui necessite des echelles spatiales plus fines. a ces difficultes s'ajoutent la proximite de la mer qui perturbe notamment les methodes electromagnetiques, la vegetation dense favorisee par le climat tropical et la forte urbanisation. Face a ces nombreux obstacles, il est indispensable d'appliquer des methodologies adaptees qui aboutissent a l'elaboration de modeles conceptuels les plus complets et surtout les plus fiables possibles. La modelisation numerique peut y apporter une grande fiabilite et reduire ainsi le risque geologique. Une methodologie de couplage de modeles numeriques est presentee et appliquee au prospect geothermique du Lamentin en Martinique, mais vise a etre adaptee aux autres iles des Petites Antilles, voire a d'autres zones insulaires et volcaniques. Le logiciel Geomodeller et la plateforme ComPASS sont les deux outils numeriques qui ont ete employes pour generer un modele geologique 3D et pour y realiser des simulations hydro-thermiques. La construction du modele 3D apportera des elements de comprehension et de reflexions sur la structure et le fonctionnement du systeme geothermique du Lamentin. La comparaison des geothermes obtenus par simulation hydro-thermique avec ceux mesures dans les forages d'exploration profonde permettront d'eprouver certaines hypotheses sur la localisation et l'intensite de la source de chaleur responsable de l'activite hydrothermale du Lamentin. (auteur)