Cette these etablit une formulation probabiliste pour l'analyse du comportement d'un sol multicouche avec des caracteristiques aleatoires. Deux grands axes sont traites: la consolidation primaire et la reponse sismique, des sols multicouches ayant des caracteristiques aleatoires. La formulation probabiliste pour le traitement du comportement des sols multicouches ayant des caracteristiques aleatoire est mise au point est realisee via des simulations de Monte Carlo combinees a la methode des couches minces (TLM) qui est appropriee pour les sols multicouches. Cette formulation est appliquee a la resolution des problemes de consolidation primaire unidimensionnelle probabiliste d'un profil de sol heterogene et a l'etude de l'impact de l'heterogeneite de la hauteur du profil de sol et de la vitesse des ondes de cisaillement sur la reponse sismique des sols multicouches. Enfin, dans le but de valider la pertinence de la prise en compte de la variabilite de la hauteur du profil de sol dans la determination de sa reponse sismique, les resultats obtenus sont compares a ceux obtenus par les reglements sismiques: le RPA 99 (code algerien), l'UBC 97 et l'EC8."