sed -i ?
sed -e 's/out0[0-9]00/out0'$domaine'00/' -e 's/R[0-9]/R'$cas'/' -i fichier
(hé oui, tu peux enquiller plusieurs -e à la suite

)
ps : à noter que le -i n'est pas sur toutes les versions de sed, je crois que y'a que gnu sed qui l'a, d'ailleurs...
-i extension
Edit files in-place, saving backups with the specified extension.
If a zero-length extension is given, no backup will be saved. It
is not recommended to give a zero-length extension when in-place
editing files, as you risk corruption or partial content in situ-
ations where disk space is exhausted, etc.