En période estivale, les grandes villes sont confrontées à des problèmes micro-climatiques liés au phénomène d'îlot de chaleur urbain tels que le stress thermique, les brumes et smogs, les pics de pollution et de consommation d'électricité pour la climatisation. Le travail de thèse consiste en une modélisation numérique des phénomènes physiques du microclimat urbain. Ses objectifs sont le développement de connaissances relatives à la micro climatologie urbaine et la mise au point de modèles mathématiques de bassins d'eau et de végétation afin de pouvoir déterminer leurs effets sur le microclimat urbain et sur les conditions extérieures de confort thermique. Nous proposons une méthodologie d'intégration de ces modèles sur les algorithmes de calcul du rayonnement et de mécanique de fluides et de couplage. Une application sur un cas réel urbain de milieu urbain, le square Fleuriot à Nantes, permet de montrer la faisabilité de la méthodologie développée. On est capable d'estimer les effets du bassin d'eau et des arbres sur la température des surfaces urbaines, la vitesse, la température et l'humidité de l'air extérieur ainsi que sur les conditions de confort thermique en espace extérieur.