Cette thèse se divise en deux parties indépendantes. - La première est consacrée à l'analyse de l'exposant de Lyapunov d'un produit de matrices de transfert aléatoires. Cet exposant de Lyapunov apparait de multiples fois dans la littérature physique, notamment dans l'analyse du modèle d'Ising dans certains milieux aléatoires. Nous nous intéressons à une prédiction de la littérature physique concernant son comportement singulier et nous proposons une analyse mathématique de cette singularité. - La seconde partie porte sur une variation du modèle de Poland-Scheraga pour la dénaturation de l'ADN. Cette variation vise la prise en compte des contraintes géométriques particulières des chaines d'ADN circulaires. Nous analysons entièrement le modèle homogène: la régularité et le comportement critique de son énergie libre, ainsi que les trajectoires du polymère. Nous nous intéressons enfin au modèle désordonné, pour lequel nous établissons la pertinence du désordre, tant au niveau de l'énergie libre que des trajectoires du système.