Nous proposons d'appliquer une methode d'identification du comportement thermique instationnaire d'un systeme par un modele d'ordre non entier. Ce modele s'exprime sous la forme d'une relation lineaire liant les derivees fractionnaires de la temperature en un point du systeme aux derivees fractionnaires de la sollicitation appliquee. Ces derivees sont remplacees par leurs definitions discretes et les coefficients du modeles sont identifies a partir de mesures experimentales par une methode des moindres carres lineaires. L'application sur un milieu semi-infini montre la necessite d'utiliser un ordre non-entier dans la procedure d'identification du modele d'evolution de la temperature a la surface du milieu, soumise a un flux de chaleur. Un exemple d'utilisation du modele non entier identifie consiste dans l'estimation du flux de chaleur applique a la surface du milieu semi-infini.