Les insectes terrestres sont affectés par de nombreux facteurs environnementaux qui varient dans le temps et dans l'espace à macro- et micro-échelles. Le changement climatique affecte par ailleurs la manière dont ces facteurs varient, avec de potentielles conséquences pour les individus, les populations et les communautés d'insectes. Au sein de ce travail de thèse, les effets de facteurs abiotiques sur différents traits biologiques et physiologiques des insectes ont été étudiés, en employant des coléoptères comme modèles biologiques. Dans une première partie, l’impact de l’expansion géographique sur la plasticité thermique a été étudiée, en se focalisant sur le coléoptère Merizodus soledadinus envahissant une île subantarctique. Différentes populations ont été collectées, et ce travail a permis de mettre en évidence un schéma général selon lequel la plupart des populations présentaient de fortes aptitudes à tolérer le froid ou le chaud. Ces résultats indiquent qu'il existe des compromis entre ces deux traits avec d’autres caractères biologiques, les insectes. Au sein de ce travail de thèse, les niveaux de tolérance et les réponses des insectes aux thermiques et chimiques (cyfluthrine) ont été étudiés. L’objectif était de déterminer si les réponses mises en place pour faire face au stress thermique pouvaient affecter la sensibilité au stress chimique et vice versa. Dans ce but, différentes populations du coléoptère ravageur envahissant Alphitobius diaperinus ont été employées : une population élevée en conditions contrôlées, et trois populations collectées dans différents élevages avicoles. Toutes les populations d'A. diaperinus testées possèdent une large tolérance thermique. Cependant, les populations collectées dans les élevages avicoles présentent une tolérance thermique plus importante que la population élevée en conditions contrôlées. Ces recherches démontrent le rôle des environnements variables comme moteur d’une plasticité thermique accrue. Le prétraitement des populations par exposition quotidienne à des pics de chaleur réduit le temps de récupération des insectes qui sont exposés à une chaleur extrême (mais pas au froid). A l’inverse, l'exposition aux pesticides avant le stress thermique a augmenté les temps de récupération. Ces recherches fournissent des preuves des interactions entre insecticide et tolérance à la chaleur, ce qui n'avait pas été démontré auparavant chez les insectes terrestres adultes. Suite à une exposition au stress sous forme de pics de chaleur quotidiens, avec ou sans exposition à des insecticides, aucune altération du métabolome ou l'activité antioxydante des insectes n’a été observée. Cependant, l'exposition à la chaleur a entraîné une augmentation du nombre de descendants, tandis que le traitement insecticide avait tendance à réduire ce nombre. En d’autres termes, les insectes ont démontré une tolérance élevée aux pesticides, mais cela se traduit par un contre coût en termes de reproduction. Pour finir, la tolérance et les réponses d'A. diaperinus aux stress hydriques ont été prises en compte. Cela a permis de mettre en évidence les fortes capacités de cet insecte à faire face à des épisodes de sécheresse, sans que cela n’affecte la composition en métabolites. Cependant, après une période dans un environnement très sec, le succès reproducteur des insectes a ici aussi été diminué.