La synergie d'un réchauffement climatique planétaire et d'un effet d'îlot de chaleur urbain nécessite d'apporter des réponses rapides qui solutionnent à la fois les problématiques sanitaires, de confort et énergétiques. L'un de ces enjeux est l'adaptation de l'aménagement urbain de manière à maîtriser le phénomène d'îlot de chaleur urbain et son impact sur la consommation d'énergie des bâtiments. Dans un contexte de densification urbaine, l'apport de végétation, notamment sur l'enveloppe des bâtiments, est une solution envisagée. L'objectif de ce travail de thèse est de fournir un outil de simulation permettant de représenter les effets de la végétalisation des enveloppes de bâtiments sur leur comportement thermique, qu'ils agissent directement ou bien par l'intermédiaire de la modification du microclimat. Une étude préalable a montré la nécessité de mettre en œuvre un couplage entre un code CFD et le modèle thermo-radiatif Solene pour l'évaluation de l'impact du microclimat sur le comportement thermique des bâtiments. Un modèle d'enveloppe végétale a ensuite été intégré au modèle de simulation microclimatique développé au CERMA, Solene-microclimat, et validé à partir de résultats expérimentaux. Plusieurs scénarios de végétalisation du quartier de Pin sec de Nantes densifié ont ensuite été étudiés. Il a été montré que l'effet direct de la végétalisation des façades et des toits permettait de supprimer l'inconfort d'été à l'intérieur des bâtiments sans isolation thermique. La végétalisation des façades des constructions voisines permet d'améliorer indirectement les conditions de confort dans le cas d'un bâtiment qui n'est ni isolé, ni végétalisé.