l'autre de manière transparente, en étant uniquement connecté au seul 4500, qui lui me redirigera vers l'autre réseau ?

ça oui pas de problème si tu as une adresse ip sur un seul réseau, mais si tu as une adresse ip sur les 2 réseaux, sur le même port, c'est plus compliqué.
ou alors, il faut que le switch fasse du vlan par protocole (lourd et lent) ou que ta carte réseau (et vmware) gère les tags 802.1q des vlans .

Peut-etre dois-je attribuer 2 adresse IP sur la même carte réseau ? Une par OS que j'utiliserait avec vmware ?
ça pas de problème non plus, c'est même possible dans le même OS, mais le problème c'est que le switch te mette dans le bon vlan ensuite.