Une bonne representation des couches limites atmospherique et oceanique, ainsi que des interactions entre celles-ci est essentielle a la prevision numerique du temps au dessus des oceans. Dans le cadre de cette these, deux modeles de prevision sont utilises: AROME pour l'atmosphere et HYCOM pour l'ocean. La sensibilite des deux modeles a une variation de leurs parametres de surface a d'abord ete investiguee. Ensuite, une bonne representation de la couche de melange oceanique necessite la prise en compte de deux aspects: la parametrisation et la discretisation verticale. Concernant cette derniere, une methode qui permet de modifier la discretisation verticale de HYCOM a chaque pas de temps afin de respecter la profondeur de la couche de melange est validee, et ce afin de pallier un probleme de resolution verticale lors de phases d'approfondissement de celle-ci. L'aspect physique est ensuite considere a travers l'analyse de donnees de deux campagnes de mesures en zone cotiere. Les observations sont utilisees pour d'une part valider les deux modeles de prevision et d'autre part mettre en evidence les processus majeurs du melange vertical oceanique.