Cette thèse s'inscrit dans le cadre du traitement des incertitudes dans les simulateurs numériques. Au cours de celle-ci, des méthodes ont été développées pour la quantification et la visualisation des incertitudes de variables aléatoires fonctionnelles dépendantes, pour l'échantillonnage d'un espace fonctionnel et scalaire, ainsi que pour la métamodélisation d'un code de calcul à entrées fonctionnelles et scalaires. Les méthodes développées ont été appliquées à deux cas d'application liés aux études de sûreté pour les réacteurs nucléaires.