Cette thèse est consacrée à la modélisation de la réponse transitoire d'une fibre musculaire squelettique soumise à des sollicitations mécaniques rapides. A l'échelle du nanomètre, la fibre musculaire contient des filaments d'actine et de myosine regroupés en unités contractiles appelées "sarcomères". Le filament de myosine est un assemblage de moteurs mol ́eculaires qui, en présence d'ATP, s'attachent et se d ́etachent p ́eriodiquement au filament d'actine. Au cours de ce processus d'attachement-détachement, la myosine génère une force lors d'un changement de conformation appelé "power-stroke". Ses caractéristiques peuvent être étudiées lors de la réponse transitoire de la fibre soumise à des sollicitations mécaniques rapides. Nous proposons un modèle mécanique innovant du demi-sarcomere permettant de relier les caractéristiques de la myosine à la réponse de la fibre complète. A la différence des modèles existants, privilégiant une approche discrète, ce modèle s'appuie sur la définition d'un potentiel d'énergie continu qui prend en compte une interaction de champ moyen entre les moteurs moléculaires. Ce système présente des réponses radicallement différentes à longueur imposée et à force imposée. Nous proposons en particulier une explication à la différence de cinétique observée expérimentalement. Nous montrons également que le demi-sarcomere est m ́ecaniquement instable ce qui explique les inhomogénéités de longueurs observées dans une myofibrille.