Étudier l'intérieur des planètes est crucial pour comprendre les processus qui régissent la formation des planètes. Leur structure interne actuelle reflète leur origine et évolution. Jupiter, la plus grande planète de notre système solaire, est particulièrement importante. Elle est l'une des premières à s'être formée et est donc une relique de la genèse de notre système. Bien comprendre son intérieur est fondamental, d'autant plus que plus de 5000 exoplanètes ont été découvertes, parmi lesquelles de nombreuses sont des géantes de gaz. La mission Juno, en orbite autour de Jupiter depuis 2016, a changé notre vision de sa structure interne et a révélé sa complexité. En mesurant avec une extrême précision le champ de gravité de la planète, elle a fourni des contraintes strictes pour les modèles de structure interne. Cependant, réconcilier ces contraintes en plus des mesures atmosphériques de composition et de température de surface est complexe. Ainsi, l'objectif principal de ma thèse est de trouver des modèles de Jupiter en accord avec les diverses observations.Tout au long de ma thèse, j'ai réalisé des calculs MCMC (Markov chain Monte Carlo) afin d'explorer un large ensemble de modèles d'intérieur. Tout d'abord, en examinant la distribution des éléments lourds, il a été constaté que l'enveloppe de Jupiter est inhomogène. Toutefois, ces modèles requièrent un intérieur plus chaud que prévu. De plus, j'ai montré que les incertitudes liées à l'équation d'état sont importantes. En particulier, les effets de mélange non idéaux dus aux interactions entre hydrogène et hélium doivent être pris en compte. J'ai donc développé une table d'équation d'état pour incorporer ces effets. Cette table, en plus des incertitudes liées à l'équation d'état, a été utilisée lors des calculs de modèles d'intérieur. Une attention particulière a été portée sur la détermination de l'étendue du noyau dilué, une région au-dessus du noyau central où les éléments lourds sont graduellement mélangés dans l'enveloppe d'hydrogène et d'hélium. La taille du noyau dilué est importante pour comprendre l'origine et l'évolution de Jupiter. Les modèles précédents indiquaient des solutions avec des noyaux dilués très étendus, en désaccord avec les modèles d'évolution tenant compte du mélange dans l'intérieur planétaire. J'ai identifié des solutions alternatives, présentant des noyaux dilués moins étendus, en meilleure concordance avec les modèles d'évolution et avec les modèles internes de Saturne. Cependant, nos modèles ne peuvent pas satisfaire pleinement l'abondance élevée en éléments lourds mesurée dans l'atmosphère. Une solution potentielle serait une diminution en profondeur de l'abondance en éléments lourds. Pour étudier cette hypothèse, les contraintes sur l'accrétion à l'origine de l'enrichissement de l'atmosphère ont été prises en compte. Cependant, ce scénario s'est avéré peu probable. L'intérieur de Jupiter reste donc mystérieux.Ce qu'on apprend sur Jupiter doit être appliqué aux exoplanètes. Dans quelques années, Plato fournira des mesures précises des rayons, masses et âges de nombreux systèmes planétaires. Comprendre la structure interne et l'évolution des planètes géantes nous permet d'inférer leur composition globale à partir de ces mesures. J'ai montré qu'inclure les effets de mélange non idéaux dans l'équation d'état affecte les rayons calculés jusqu'à 6%, ce qui peut impacter significativement la composition déduite. J'ai utilisé des modèles d'évolution pour contraindre des planètes géantes en transit récemment découvertes, en mettant l'accent sur les systèmes multiples. Dans ces systèmes, les planètes ont le même âge, ce qui permet une comparaison plus précise de leur composition, et ainsi mieux contraindre leurs processus de formation. Des analyses démographiques sur un échantillon suffisamment grand d'exoplanètes contribueront à mieux comprendre la formation de ces planètes et de notre système solaire.