La libération de composés organiques variés par les racines (rhizodéposition) détermine en grande partie la spécificité de la rhizosphère. Ce mémoire présente les travaux passés et futurs consacrés à la modélisation de la rhizodéposition en relation avec l'écophysiologie de la plante afin d'évaluer les conséquences de ce phénomène sur la disponibilité des éléments minéraux pour les plantes. Le premier objectif a été de quantifier la rhizodéposition et de déterminer comment l'écophysiologie de la plante contrôlait la libération de carbone (C) par les racines. Nous avons montré l'étroit couplage entre l'activité microbienne rhizosphérique et la photosynthèse. Environ 19% des photoassimilats sont restitués en moins de 10 h à l'atmosphère après avoir été alloués aux racines, respirés par ces dernières, libérés dans le sol et métabolisés par les microorganismes de la rhizosphère. Durant la phase nocturne, la rhizodéposition est maintenue à partir d'amidon synthétisé durant la photopériode. Nos travaux ont également confirmé la difficulté de quantifier la rhizodéposition pour des plantes cultivées dans du sol non stérile. C'est pourquoi, nous avons mis au point un biotest pour évaluer l'activité microbienne dans la rhizosphère afin d'identifier les déterminants de la rhizodéposition. Nous avons montré que la gestion des assimilats ainsi que la variabilité longitudinale de la rhizodéposition le long d'une racine sont des éléments importants. Nous avons alors proposé un modèle prédictif de l'exsudation, composante importante de la rhizodéposition, qui correspond à la diffusion passive de solutés organiques racinaires vers la solution du sol. A l'échelle de la racine tout d'abord, le modèle décrit un efflux de C variable en fonction de la distance à l'apex et un flux de réabsorption active des exsudats. Le modèle reproduit correctement les cinétiques expérimentales d'exsudation de racines individuelles. Ce modèle a été ensuite couplé à un modèle de l'architecture du système racinaire du maïs publié dans la littérature, pour simuler l'exsudation d'une plante au cours de son développement. Nous avons estimé qu'au stade de la floraison femelle, l'exsudation cumulée s'élevait à environ 5 g C par plante. Le modèle prédit l'exsudation à l'échelle de la plante en prenant en compte la morphologie du système racinaire (nombre d'apex, diamètre et longueur des racines). Il permet donc de comprendre les effets de l'environnement sur l'exsudation dès lors que ce dernier modifie le système racinaire. Afin de coupler la rhizodéposition avec les transformations de l'azote dans la rhizosphère, nous avons étudié la biodégradation du mucilage et des exsudats dans le sol. Nous avons déterminé que ces rhizodépôts immobilisaient respectivement 94 et 56 mg N g-1 de C. A partir du modèle d'exsudation, il a été estimé que la quantité d'azote immobilisé par les 5 g de C exsudés par plante de maïs au stade de la floraison femelle était de 270 mg N (12% de l'azote de la plante). Pour une parcelle de maïs (80 000 plantes ha-1), l'exsudation totale serait de 392 kg C ha-1 et l'immobilisation de l'azote s'élèverait à 22 kg N ha-1. Les recherches futures porteront sur la poursuite de la modélisation de la rhizodéposition en relation avec l'écophysiologie de la plante, notamment en considérant l'architecture du système racinaire. Le contexte d'étude sera le prélèvement des éléments traces métalliques (ETM) par les plantes destinées à l'alimentation, cultivées sur des sols agricoles contaminés. Il s'agira de modéliser la production des composés de la rhizodéposition qui complexent les ETM et qui modifient en conséquence leur prélèvement par les racines (acides organiques, mucilages, acides aminés). Le projet comprend également la participation à l'élaboration par l'équipe d'un modèle de transfert sol-plante des ETM au cours du développement de la culture pour prédire la teneur en ETM des produits récoltés.