Cette thèse porte sur le problème de localisation de hubs et tournées combinées (HLRP : hub location-routing problem), qui permet de détermine le nombre et la localisation des hubs (ou plateformes de consolidation), l’affectation des clients et fournisseurs aux hubs et le schéma type des tournées de collecte et livraison associées à chaque hub. Des modèles mathématiques et des algorithmes d’optimisation ont été développés pour le CSAHLRP (capacitated single allocation HLRP), qui considère des contraintes de capacité sur les hubs et les véhicules, et d’affectation unique des clients et fournisseurs aux hubs. L’objectif des ces modèles est de minimiser le coût total d’exploitation du réseau de transport. Ces modèles sont appliqués au cas de la messagerie (transport de colis par camions incomplets) dans lequel les collectes et les livraisons sont séparées. Un modèle est également adapté au système postal dans lequel les collectes et livraisons peuvent être regroupées dans une même tournée. Deux méthodes de résolution ont été proposées pour le CSAHLRP : un algorithme mémétique et un algorithme de branchement et coupes. De nombreuses expérimentations numériques montrent la performance des méthodes développées et permettent d’évaluer les effets des différents paramètres sur les solutions. La performance des algorithmes développés a été également comparée avec celle d’un solveur commercial.