La crue de juin 2013 dans les Pyrénées centrales a montré une forte réactivité des bassins versants à un événement hydrologique extrême et a largement impacté les systèmes tant naturels que sociaux. Cette crue fait suite à une période de calme hydrologique lors de la seconde moitié du 20ème siècle et s’apparente par son emprise et son intensité aux grandes crues historiques de la fin du 19ème siècle et du début du 20ème siècle, période de fort hydro dynamisme de la fin du Petit Âge Glaciaire. Elle survient cependant dans un contexte socio-économique, socio biologique et climatique bien différent, dans un massif peu étudié. Cette thèse propose de caractériser les spécificités du cadre torrentiel des Pyrénées centrales à travers différentes analyses : 1) une analyse morphométrique des bassins versants, 2) une analyse de l'évolution du contexte hydro-sédimentaire, 3) une analyse de la connectivité sédimentaire et 4) une analyse de la dynamique torrentielle actuelle, le tout à la lumière de la crue de juin 2013.Pour cela un ensemble d’approches statistique morphométrique, géohistorique, hydrogéomorphologique, de modélisation morphométrique, de suivi instrumenté ont été réalisés selon une logique d’emboîtement d’échelles. Trois morphotypes de bassin versant et deux types de cascade sédimentaire caractérisent le cadre torrentiel des Pyrénées centrales. L’évolution géomorphologique des bassins versants étudiés montre une réduction de l’activité torrentielle et de la dynamique hydro-sédimentaire au cours du 20ème siècle selon différents facteurs de contrôle et une temporalité propres à chaque bassin versant. Cependant, la contraction des bandes actives et la baisse d’efficacité du couplage versant/lit sont communes à tous. Le couplage de ces analyses avec la dynamique de la crue de juin 2013 met en évidence 1) une forte déconnexion des têtes de bassin, 2) une vulnérabilité des formations superficielles de fond de vallée et 3) un déficit sédimentaire.