L’objectif de ces travaux de recherche est de modéliser la dégradation du matériel hydroélectrique afin d'estimer le coût des démarrages et d'arrêts. Après la dérégulation du marché d’énergie, les centrales hydroélectriques fonctionnent aujourd'hui avec jusqu'à 6-7 cycles par jour, ce qui peut être considéré comme le triple de ce pour quoi elles ont été conçues. Ce mode de fonctionnement peut être très dommageable pour les matériels des centrales hydrauliques. Jusqu'à présent, très peu de méthodes ont été proposées pour estimer le coût supplémentaire de ce mode d’opération, elles se fondent principalement sur des analyses économiques ou technico-économiques, sans s’intéresser à la cause de la dégradation, ce qui les rend peu auditables. Ainsi, le travail de cette thèse porte sur la conception d’une méthodologie qui se base sur des méthodes auditables afin d’estimer le coût de démarrage et d’arrêt. Ces méthodes représentatives (par matériel) et reproductibles (pouvant être appliqués par différents opérateurs) reposent sur des hypothèses explicites et validés par les experts d’EDF. Dans un premier temps, une étude a été menée à partir de recueil d’avis d’experts et de l’analyse d’historiques de données afin de déterminer quels sont les composants d’une centrale les plus impactés par les arrêts démarrage et quels types de dégradation ils engendrent. Nous avons ensuite proposé trois méthodes d’estimation de la dégradation différentes, chacune adaptée à un type de matériel en particulier, à partir de mécanismes ou phénomènes principaux de détérioration et en fonction des données disponibles. La première méthode propose une estimation des endommagements des roues de turbines soumises à de la fatigue polycyclique en utilisant des mesures de déformation in situ. Les dommages estimés pendant des séquences de démarrage et d’arrêt sont comparés à ceux estimés pendant des séquences de fonctionnement stabilisé, ce qui permet de fournir un coût en équivalent heures de fonctionnement stabilisé. Sur chaque séquence d’enregistrements, une analyse Rainflow est utilisée pour extraire les nombres et les amplitudes des cycles de contraintes enregistrées, qui sont ensuite convertis en dommages élémentaires à l’aide d’une courbe de Wöhler et cumulé à l’aide de la règle de Palmgren-Miner, pour obtenir le taux d'endommagement. La deuxième méthode vise à estimer la réduction de la durée de vie des alternateurs. Dans un premier temps, nous comparons les durées de vie estimées sur deux populations de centrales, l'une comprenant des centrales cyclées et l'autre non cyclées, afin de confirmer l'effet négatif du cyclage sur la durée de vie des centrales. Nous quantifions ensuite cette perte en durée de vie à l’aide d’un modèle de vieillissement accéléré exprimant un facteur d’accélération en fonction de caractéristiques de cycles en température et nous déterminons les caractéristiques des cycles de température générés par les démarrages-arrêts à partir de mesures enregistrées à l’aide de l’outil de surveillance en ligne d’EDF. Enfin, une troisième méthode estime le surcoût des démarrages et des arrêts en tenant compte de la dégradation des matériels tels que la vanne de pied et le disjoncteur, à partir de retour d'expérience, les bases de données et l’avis d'experts.