Cette thèse s'inscrit dans le cadre de la modélisation des phénomènes naturels pour une instrumentation en un système de réalité virtuelle. La thèse que nous défendons porte sur trois idées principales: 1. la modélisation traduit une praxis humaine. 2. les phénomènes sont modélisés en tant qu'entités autonomes. 3. les interactions entre les entités passent par un milieu qui est créé et façonné par les entités elles-mêmes. Premièrement, la modélisation est une activité humaine qui traduit implicitement et doit traduire explicitement une cause finale à la modélisation. Les phénomènes modélisés sont les affordances d'un utilisateur du modèle. Deuxièmement, l'autonomisation des modèles, consistant à donner au modèle du phénomène naturel des capacités de perception, d'action et d'adaptation, est une solution pragmatique efficace pour la modélisation d'un système complexe. Troisièmement, en déléguant aux modèles la fabrication du milieu dont ils ont besoin pour déterminer leurs interactions, nous pouvons simuler dans un même environnement virtuel des modèles liés à des échelles très différentes les unes des autres, tout en respectant, par exemple, les lois de conservations en physique.