La caractéristique la plus attrayante des structures à architecture cellulaire est qu'elles sont capables de créer de grandes structures en assemblant de petits composants répétitifs. Grâce à leur nature modulaire, elles apportent des caractéristiques intéressantes parmi lesquelles un outillage réduit, un assemblage rapide, et un temps de réparation réduit. Dans la première partie de l'article, nous formulons une méthode d'optimisation qui minimise la masse d'une structure à architecture cellulaire en tenant compte des contraintes internes, du flambage local et de la répétition des motifs. L'algorithme de résolution proposé atténue l'apparition de minima locaux, un problème critique pour les structures en treillis discrètes. Dans la deuxième partie, la méthode d'optimisation est appliquée à une application aéronautique de taille réelle : la minimisation de la masse d'un caisson alaire cellulaire 3D soumis à des charges de portance et de torsion. Par rapport aux topologies de cellules classiques, la méthode proposée a permis de trouver une cellule 10 fois plus légère, au prix d'une difficulté de fabrication accrue.