Le phytoplancton, de par sa diversité et sa fonction de producteur primaire, est le support de l’ensemble des réseaux trophiques des eaux douces et marines. Il est aussi responsable de la production de la moitié de l’oxygène de notre atmosphère. Il participe à la productivité des écosystèmes côtiers et il témoigne également de leur dégradation. La modélisation numérique permet d’appréhender les multiples liens entre le phytoplancton et les autres composantes de l’écosystème côtier et de centrer le modèle sur les questions posées. Dans ce manuscrit sont abordés les principes de modélisation du phytoplancton dans les écosystèmes côtiers, et les applications du modèle à l’étude de l’eutrophisation et des proliférations de phytoplancton toxique, dans un contexte de changements globaux. Il s’agit à la fois de demandes sociétales et d’enjeux forts de recherche.