Ce manuscrit présente un ensemble de contributions réalisées depuis ma thèse, principalement à l’école des Mines de Nantes et au laboratoire IRCCyN. Ces travaux peuvent être regroupés en trois problématiques. Une première partie concerne l’intégration d’un modèle multicritère basé sur l’intégrale de Choquet dans des algorithmes d’optimisation combinatoire. Je présenterai en premier lieu les motivations inhérentes à cette intégration. Les contributions portent d’une part sur la recherche de chemins Choquet–optimaux dans les graphes, qui a fait l’objet de la thèse de Hugo Fouchal, et d’autre part sur l’intégration du modèle dans une métaheuristique pour la résolution d’un problème de transport de personnes. La seconde et principale partie de mon HDR propose une vue unifiée sur plusieurs contributions en tournées de véhicules avec synchronisation. Sous la dénomination synchronisation sont regroupées les caractéristiques qui créent une interdépendance entre tournées. Dans ce cadre, l’exploration de l’espace de recherche et la vérification des contraintes temporelles offrent des sujets de recherche tout à fait intéressants, à la croisée entre optimisation de tournées et ordonnancement. Ce chapitre présente la synthèse de plusieurs travaux, fruits de trois thèses (Renaud Masson, Philippe Grangier, Axel Grimault), dont deux sont toujours en cours, et de multiples collaborations. La dernière partie porte sur la conception de réseaux de transport. Je présenterai une synthèse de travaux récents ou en cours qui abordent plusieurs problèmes d’industriels avec, à chaque fois, deux caractéristiques relativement originales. En premier lieu le transport est sous-traité, ce qui induit des modèles de coûts et des contraintes différents de ceux rencontrés dans la littérature. Deuxièmement, nos travaux interviennent dans un contexte collaboratif : un ensemble de petites et moyennes entreprises se regroupent pour consolider leurs flux et réduire ainsi les coûts de transport. Ces travaux font notamment l’objet de la thèse en cours de Juliette Medina.