Cette étude porte sur la modélisation du traitement thermique superficiel par faisceau laser. Au cours de son traitement le matériau subit des évolutions de température et de microstructure qui génèrent des déformations et des contraintes internes dans la pièce traitée. Elle comporte d'une part une étude de l'influence des paramètres du procédé sur les profils des contraintes résiduelles. Le calcul thermique-métallurgique-mécanique est appliqué au traitement thermique superficiel de plaques en acier xc42 et 55c1. La genèse des contraintes internes et des déformations permanentes au cours du traitement a été analysée. Le calcul permet de prévoir de façon satisfaisante la géométrie, les distributions de dureté et de contraintes résiduelles de la zone affectée thermiquement. L'étude de l'influence des paramètres du procédé sur les profils de contraintes résiduelles montre que les variations admissibles de ces paramètres, conduisent a des contraintes résiduelles en surface qui restent relativement faibles par rapport a la limite d'élasticité du matériau. Ce fait est attribué principalement aux vitesses de refroidissement mises en jeu dans le traitement laser qui sont limitées par la conduction dans le matériau. Une simulation numérique a permis de montrer qu'un traitement laser avec un refroidissement additionnel de la pièce traitée, permet d'augmenter notablement le niveau de contraintes résiduelles de compression dans la zone traitée