Cette thèse porte principalement sur deux types de systèmes désordonnés, à savoir les verres de spins et les polymères dirigés en environnement aléatoire. Ces deux thèmes de recherche peuvent s'aborder à l'aide de certains outils communs, même s'ils se distinguent fortement par la nature des interactions envisagées, et des structures géométriques qu'ils engendrent.Voici un résumé succinct des résultats obtenus : Pour le modèle de Sherrington-Kirkpatrick de verres de spins, une étude asymptotique des recouvrements multiples, qui généralisent de manière naturelle les recouvrements de deux configurations, couramment étudiés dans ce contexte. Un théorème central de la limite pour la fonction de partition d'un modèle de Sherrington-Kirkpatrick localisé en espace. Une étude fine de la fonction de partition ainsi qu'un résultat de surdiffusivité pour un modèle de polymère dirigé brownien en environnement aléatoire gaussien.