Le travail présenté dans le manuscrit a été réalisé dans le cadre de l'approche de Conception Rigoureuse des Systèmes (RSD). Cette approche met l'accent sur plusieurs niveaux de séparation des préoccupations et impose des propriétés comportementales grâce à des transformations préservant la sémantique. Le flux RSD implique la conception d'un modèle d'application, la vérification des propriétés élémentaires, l'extension du modèle avec des composants de plateforme, et la génération de code exécutable. L'approche est appliquée à divers domaines, notamment les systèmes embarqués, les systèmes cyber-physiques, les systèmes autonomes et les jumeaux numériques. Les trois principaux chapitres résument les principales contributions de l'auteur. Le chapitre 2 explore la sémantique classique de BIP, un cadre de composants robuste au cœur de la méthodologie RSD. Il introduit la théorie des architectures, un élément clé permettant la combinaison de motifs de conception BIP prédéfinis pour imposer des propriétés comportementales souhaitées. Le processus de conception, partant des exigences du système et aboutissant à l'implémentation C++, est illustré à l'aide de l'étude de cas du logiciel embarqué du nano-satellite CubETH. Le chapitre 3 développe un cadre algébrique formel pour comparer la puissance expressive des cadres basés sur les composants. Il applique ce cadre pour analyser l'expressivité du cadre BIP. De plus, une sémantique alternative ``offre'' de BIP est introduite, explorant sa relation avec la sémantique classique. Le chapitre 4 aborde l'adaptation de l'approche RSD au génie logiciel généraliste. Il introduit JavaBIP, une implémentation Java de mécanismes de coordination inspirés de BIP. JavaBIP utilise des annotations Java et des mécanismes de réflexion pour définir des modèles BIP associés à des objets Java. Le chapitre détaille les mécanismes de coordination, l'architecture modulaire, et l'ajout/suppression dynamique de composants dans JavaBIP. Deux applications en cours de développement dans les domaines du Cloud Computing et de la Variabilité logicielle, exploitant JavaBIP, sont mises en avant. Les orientations futures sont évoquées, notamment la nécessité d'un cadre de modélisation unificateur pour les systèmes auto-adaptatifs, l'exploration des styles d'architecture, le développement de mécanismes d'extraction de modèles pour traiter l'évolution des logiciels, l'assurance de l'adéquation modèle-logiciel par le biais de la surveillance en temps réel et des approches d’analyse dynamique, ainsi que le défi d'une implémentation distribuée permettant le passage à l’échelle tout en maintenant l'expressivité des mécanismes de coordination.