L'objet de cette étude est de comprendre les phénomènes couplés dont peuvent être le siège les milieux poreux "gonflants· comme les argiles. Les contributions prises en compte pour analyser les transferts dans de tels minéraux sont de nature électrique, chimique, hydraulique et mécanique. Dans une première partie nous introduisons des considérations minéralogiques et physicochimiques des milieux argileux. Un objectif important de ce chapitre est de montrer le rôle crucial de leur microstructure. Dans une deuxième partie, un essai d'imbibition dans une poudre de bentonite MX80 est présenté. La décroissance avec la teneur en eau de la diffusivité hydraulique identifiée est expliquée au moyen d'un modèle à double porosité qui met en évidence la disparition progressive des mésopores en réponse aux effets de gonflement à la plus petite échelle: Ainsi une analyse multi-échelle est-elle nécessaire pour proprement décrire le comportement des milieux argileux. Le troisième chapitre expose une telle modélisation multi-échelle (basée sur l'homogénéisation périodique). Reposant sur la théorie de la double-couche; elle introduit un concept novateur de solution d'électrolyte virtuelle. Nous fournissons quelques résultats numériques pour une géométrie simple (plaques en vis-à-vis). Dans la partie suivante, nous exposons des simulations numériques de deux types : la réponse du système à un échelon de concentration et une simulation de l'électro-osmose. La fin de ce chapitre met en exergue la nécessité d'intégrer au modèle les effets du pH. Dans la dernière partie, les échanges surfaciques sont incorporés au modèle afin d'appréhender les rôles du pH et de la force ionique dans le processus électro-osmotique.