La modélisation est une pratique universelle à la base de la pensée humaine, pour concevoir, comprendre, calculer, imaginer, analyser, communiquer. L'Ingénierie Dirigée par les Modèles (IDM) se propose de systématiser l'utilisation de modèles dans toutes les tâches liées au cycle de vie des systèmes et des logiciels (développement, déploiement, intégration, maintenance et évolution). De ce contexte émerge le besoin de gérer en cohérence de multiples modèles (ou des sources d'information interprétées comme des modèles), qui ont chacun leur autonomie et leur propre cycle de vie. Le coeur de la contribution de cette thèse repose sur la formalisation d'une approche que nous nommons "fédération de modèles" et qui se propose de réifier explicitement les liens entre les modèles fédérés et de leur associer un comportement. Plus précisément, nous proposons un langage de modélisation appelé FML, qui est à la fois un langage permettant la conceptualisation et la réification de l'interprétation, mais qui est également doté d'un mécanisme de désignation qui permet l'établissement de liens de fédération vers des sources de données hétérogènes. FML permet, à la fois, de réagir aux comportements et évolutions des modèles fédérés et de programmer des comportements agissant sur ces modèles. Nous proposons un environnement outillé du langage au sein d'une infrastructure logicielle appelée Openflexo. Enfin, nous validons l'approche sur quatre cas d'utilisation, prototypes de recherche et expérimentations industrielles.