Ce travail de thèse a porté sur le développement d’outils numériques permettant de simuler les phénomènes physico-chimiques associés à une décharge électrique microseconde réalisée dans de l'eau. Une première partie de ma thèse a permis de reproduire l'évolution de la composition chimique(hors-équilibre) du milieu en phase de claquage et de post-claquage à travers le développement d’un modèle 0D. Un schéma cinétique contenant 31 espèces interagissant au sein de 619 réactions a été développé. Le modèle prend également en compte le déséquilibre thermique en distinguant les modes cinétiques des électrons et de l’énergie totale des lourds. L’importance du calcul de la température de gaz a été prouvée par le modèle. Un deuxième volet de ma thèse est dédié à la modélisation des phénomènes de diffusion se déroulant à l'interface plasma-liquide. Les coefficients de diffusion gazeux utilisés sont déterminés par la méthode de Chapman-Enskog. Un schéma cinétique a été développé pour modéliser les réactions dans la phase liquide (31 espèces et 63 réactions). L'objectif était de pouvoir quantifier la quantité de H2O2 produite dans le but d'une validation expérience-modèle. Les valeurs obtenues par l'expérience et le modèle mettent en évidence les limites du schéma cinétique liquide simplifié. Un dernier volet de ma thèse a consisté à modéliser les phénomènes physiques mis en jeu lors de la phase de post-claquage durant laquelle une bulle se forme. Cette bulle oscille dans le liquide en subissant des cycles d'expansion puis de contraction. Ces oscillations sont modélisées par des équations de Rayleigh-Plesset (fluide incompressible) ou de Gilmore (fluide compressible). La confrontation expérience-modèle permet de remonter aux variations de volume et de pression. Un bon accord est obtenu pour l’évolution du rayon du 1er cycle des bulles et pour les valeurs de pression initiale.