Le dessalement de l'eau de mer ou de l'eau saumâtre constitue un enjeu essentiel pour de nombreux pays et parmi tous les procédés actuellement mis en oeuvre celui de l'Osmose Inverse est considéré comme le plus prometteur. Le présent manuscrit aborde plusieurs aspects du dessalement par Osmose Inverse. Le principe thermodynamique de l'Osmose Inverse est rappelé et décrit dans une approche phénoménologique en l'équilibre ou en proche équilibre afin d'obtenir des lois d'échanges au travers des membranes semi-perméables. Cette partie est suivie d'une modélisation de type mécanique des fluides décrivant les écoulements d'eau salée à l'intérieur des modules spiralés d'Osmose Inverse. Afin d'améliorer le rendement des modules industriels, de nouvelles conceptions d'obstacles sont proposées et évaluées numériquement.