Nombreux sont les problèmes de bioinformatique, et singulièrement de biologie structurale prédictive, qui se réduisent à un problème de segmentation de séquences biologiques. Pour traiter ce type de problème, nous avons développé un modèle de l'inférence empirique combinant systèmes discriminants et modèles génératifs au sein d'une architecture modulaire et hiérarchique. Nous présentons ce modèle dans toute sa généralité, en centrant l'exposé sur les propriétés statistiques. Trois applications sont ensuite développées, portant sur un problème fermé et deux problèmes ouverts. Le problème fermé, permettant une comparaison directe avec l'état de l'art, est la prédiction de la structure secondaire des protéines globulaires. Les deux problèmes ouverts sont la prédiction des ancrages membranaires interfaciaux des protéines monotopiques et la prédiction des angles de torsion oméga des protéines globulaires. Les trois problèmes illustrent la malléabilité du modèle, capable de s'adapter aux caractéristiques principales des problèmes traités.
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