Les stratégies d’adaptation au changement climatique sont définies à l’échelle des vignobles. L’application d’une méthode de modélisation climatique locale basée sur le lien statistique entre températures et topographie, nécessite des réseaux de mesures coûteux et l’acquisition de données durant plusieurs années. Dans ce contexte, l’utilisation de l’imagerie thermique à haute résolution temporelle permettrait de pallier cette contrainte. L’objectif de cette thèse est d’évaluer les potentialités des images satellites thermiques en modélisation climatique aux échelles locale et régionale. Pour cela, la variabilité spatiale des températures en milieu viticole a été analysée à partir des températures de surface dérivées de la télédétection et parallèlement, des températures de l'air issues des réseaux de mesure. A l’échelle locale, une méthode de descente d’échelle statistique à partir de prédicteurs topographiques a été appliquée aux températures de surface journalière et hebdomadaires (1000m) et ont été comparées aux spatialisations des températures de l’air journalières (capteurs). Sur le site de Saint-Emilion-Pomerol, ces modélisations ont été évaluées à plusieurs résolutions spatiales. A l’échelle régionale, une méthode d’identification de structures thermiques a été développée afin de caractériser la variabilité des températures de surface modélisées sur le département de la Gironde. Les résultats ont mis en évidence les limites des températures de surface MODIS liées à la résolution spatiale initiale et leur potentiel de caractérisation de la variabilité thermique à l’échelle régionale.