L'influence de la neige sur les écoulements des bassins versants est très variable d'un environnement à l'autre. L'objectif principal de cette thèse est l'amélioration de la prise en compte de la neige dans les modèles précipitations débit globaux, à travers le développement d'outils simples, parcimonieux et généraux permettant de simuler le débit efficacement aussi bien sur des bassins fortement influencés par la neige que sur des bassins où le phénomène apparaît de façon plus épisodique. La démarche que nous avons adoptée s'appuie sur un large échantillon de 380 bassins versants répartis dans quatre pays (Canada, France, Suède et Suisse) ainsi que sur des tests systématiques permettant d'évaluer un grand nombre d'idées issues de la littérature. Deux questions essentielles ont été traitées. D'une part, la problématique de l'estimation des données d'entrée (précipitations et températures de l'air) des modèles hydrologiques nous a conduit à développer une méthode de spatialisation. D'autre part, la prise en compte de la dynamique du manteau neigeux à l'échelle du bassin versant pour améliorer la qualité de simulation des débits s'est traduite par le développement d'un module neige. Les résultats du travail de spatialisation soulignent l'intérêt d'introduire des corrections altitudinales pour estimer les précipitations et les températures de l'air dans des zones de relief. De plus, la confrontation des données issues de la méthode développée et d'une approche sans prise en compte de l'altitude, montre une amélioration significative de la qualité des simulations dès lors que l'altitude est considérée. Partant d'une structure très simple que nous enrichissons à la seule condition d'un gain de performance significatif, nos travaux de modélisation se sont achevés par la mise au point d'un module neige parcimonieux (deux paramètres libres) et général (baptisé CemaNeige). Testé sur notre échantillon de 380 bassins, CemaNeige est plus performant que cinq des sept modules neige existants testés au cours de nos travaux comme référence externe. Il est aussi meilleur que les deux derniers modules sur notre échantillon de bassins scandinaves. En revanche, CemaNeige présente encore une marge de progression par rapport aux approches globales du module neige MORDOR sur les bassins de forts reliefs (Suisse et France). Testé également sur un échantillon indépendant de bassins versants français faiblement influencés par la neige, CemaNeige a montré des résultats satisfaisants. Enfin il peut aussi être appliqué à des bassins versants non jaugés, dans la mesure où il fonctionne honorablement sans calage.