Cette thèse a été menée en interface entre les domaines de la science du sol et de l'informatique. Le sujet en est la modélisation et la simulation de deux types d'évolution de la structure de surface d'un sol cultivé : sa dégradation sous l'action de la pluie, et sa fissuration sous l'effet de la dessiccation. Les modèles développés sont basés sur le formalisme DEVS, formalisme dédié aux systèmes à évènements discrets, et sur le principe des automates cellulaires étendus. La principale originalité du simulateur de la dégradation du sol est qu'il vise à reproduire les interactions entre les processus érosifs et l'évolution du relief et de la structure de la surface du sol. Les différents processus de transfert d'eau sont représentés, ainsi que les processus de transfert de sédiments. Une expérience sous simulateur de pluie a permis de vérifier que notre simulateur présente un comportement global correct, produisant un encroûtement réaliste à la fois sur des aspects qualitatifs et quantitatifs, ce qui en constitue l'une des caractéristiques les plus originales et innovantes. Le simulateur de la fissuration du sol reproduit l'apparition et le développement de fissures verticales dans la couche de surface d'un sol soumis à dessiccation. Nous avons introduit l'utilisation de la méthode de la ligne de partage des eaux hiérarchique afin d'obtenir un réseau de fissures qui puisse être déterminé par des propriétés du sol, en particulier l'épaisseur de la croûte. Outre une validation au moyen des densités de Minkowski, nous avons également proposé une généralisation de notre méthode aux maillages 3D.