Comme pour les autres organismes multicellulaires, la croissance et le développement de la feuille et du fruit sont caractérisés par la coordination de la division et de l'expansion des cellules qui sont des processus majeurs de la croissance. Les cellules du péricarpe du fruit charnu connaissent également des endocycles successifs entrainant ainsi une augmentation importante de la ploïdie des cellules. Il existe un lien évident entre la croissance cellulaire et l'endoréduplication, cependant, celui-ci est encore mal connu du point de vue fonctionnel. Les processus cellulaires interagissent fortement durant le développement de l’organe et sont liés aux flux de carbone et d'eau dans la plante. L’objectif de ce travail de thèse est de mieux comprendre le contrôle multi-échelles de la croissance des feuilles et des fruits chez la tomate (Solanum lycopersicum Mill.) et de la plasticité de leur croissance en réponse à des stress hydriques du sol. L’étude a essentiellement porté sur le génotype de tomate cerise Solanum lycopersicum, cv. West Virginia 106 (WVa 106) qui a été cultivé dans différentes conditions d’irrigation grâce à des systèmes automatisés développés pour cette étude. La réponse au déficit hydrique du sol a été étudiée à différentes échelles d’observation, (tissu, organe, plante entière) et à différents stades de croissance de la plante en adaptant des protocoles utilisés jusque-là pour des plantes à croissance déterminée et des feuilles simples. Deux génotypes transgéniques modifiés sur un gène de régulation du cycle cellulaire ont aussi été cultivés afin de faire varier les traits liés à la croissance cellulaire et mieux comprendre leurs liens. Les cinétiques de croissance des organes source et puits que sont la feuille et fruit aux échelles cellulaire et tissulaire ont aussi été décrites. Les résultats ont apporté des éléments nouveaux sur les coordinations entre les différents processus étudiés et conforté des hypothèses déjà présentes dans la littérature. Ces travaux ont permis de fournir un jeux de données original sur les effets du stress hydrique sur les processus cellulaires (division, expansion, endoréduplication) impliqués dans la croissance de la feuille et du fruit chez la tomate et, de mieux comprendre leur interactions à plus large échelle, la plante dans sa globalité. En perspectives, ce jeu de données pourra permettre de faire évoluer un modèle de développement du fruit charnu en condition optimale et tester sa généricité sur un autre organe, la feuille. Il ouvre des pistes sur la réflexion autour de la modélisation de la plasticité de la plante en réponse au stress hydrique.