Cette thèse établit une formulation probabiliste pour l'analyse du comportement d'un sol multicouche avec des caractéristiques aléatoires. Deux grands axes sont traités: la consolidation primaire et la réponse sismique, des sols multicouches ayant des caractéristiques aléatoires. La formulation probabiliste pour le traitement du comportement des sols multicouches ayant des caractéristiques aléatoire est mise au point est réalisée via des simulations de Monte Carlo combinées à la méthode des couches minces (TLM) qui est appropriée pour les sols multicouches. Cette formulation est appliquée à la résolution des problèmes de consolidation primaire unidimensionnelle probabiliste d'un profil de sol hétérogène et à l'étude de l'impact de l'hétérogénéité de la hauteur du profil de sol et de la vitesse des ondes de cisaillement sur la réponse sismique des sols multicouches. Enfin, dans le but de valider la pertinence de la prise en compte de la variabilité de la hauteur du profil de sol dans la détermination de sa réponse sismique, les résultats obtenus sont comparés à ceux obtenus par les règlements sismiques: le RPA 99 (code algérien), l'UBC 97 et l'EC8.