Cette thèse a été encadrée par Éric Servat (HydroSciences Montpellier). L`estimation des débits et des volumes de crue sur les petits bassins versants torrentiels souffre de nombreuses indéterminations. Le manque de données explique en partie cette méconnaissance. Les enjeux humains et matériels justifient pourtant qu`on s`intéresse aux crues soudaines et violentes de ces bassins versants de 1 à 10km carré situés en montagne. A partir de données pluie-débit collectées sur plusieurs petits bassins versants torrentiels français et suisses, nous avons conduit des analyses systématiques des couples averse-crue (analyse qualitative, analyse en composantes principales, analyse directe). Ces analyses permettent de dégager les principales caractéristiques hydrologiques de ces bassins versants lors des crues. Nous avons déduit de ces caractéristiques un modèle pluie-débit conceptuel. Le modèle comporte 4 paramètres indépendants: des pertes initiales, un coefficient d`écoulement direct, le coefficient de vidange d`un réservoir et le temps de montée d`un hydrogramme unitaire. La paramétrisation des crues facilite la compréhension du fonctionnement hydrologique des bassins. Le modèle aide à comparer les bassins versants entre eux. Nous avons pu aussi mettre en évidence l`évolution des valeurs prises par les paramètres de la normale à l`extrême. Ainsi, en extrapolation des débits vers les crues rares, des valeurs limites prises par les paramètres du modèle sont proposées. Elles sont caractéristiques des crues les plus fortes. Des liens entre ces valeurs des paramètres et les caractéristiques climatiques et physiques des bassins existent. On peut donc envisager de prédéterminer les débits de crue des petits bassins versants torrentiels et d`étudier le cas des bassins versants non jaugés.