La congestion routière est le résultat d’un excès de la demande sur l’offre. Sur le réseau autoroutier en particulier, la congestion apparaît soit en section courante, soit au niveau des bretelles d’accès, des bretelles de sortie ou des zones d’entrecroisement qui sont généralement appelées les discontinuités ou nœuds du réseau routier. Les objectif de la thèse sont (i) d'apporter des éclairages sur la phénoménologie du trafic au droit des discontinuités du réseau autoroutier et (ii) de proposer des modèles macroscopiques pour en prédire le fonctionnement et évaluer des stratégies d'optimisation de l'écoulement du flux. Contrairement aux modèles existants, les modèles proposés dans cette thèse prennent en compte les phénomènes physiques du trafic en intégrant explicitement les comportements individuels des usagers. Après avoir présenté les outils méthodologiques et expérimentaux mobilisés, la thèse propose une analyse empirique des changements de voie à partir de données individuelles de trajectoires. Sur la base des résultats empiriques, la thèse présente ensuite les modèles analytiques développés qui sont utilisés dans une dernière partie pour proposer des stratégies d'optimisation de l'écoulement du flux du trafic. / The congestion occurs when the demand is higher than the supply. On the highway network, the congestion forms on the diverges, the merges and the weaving section which are generally named the discontinuities of the network. The thesis aims at (i) investigating the traffic phenomenology at the discontinuities of the highway network and (ii) developing macroscopic traffic flow model to forecast their operation and evaluate traffic regulations. Those models will explicitly integrate the drivers' microscopic behaviors. The thesis presents first the methodological and experimental tools. Then, it proposes an empirical analysis of the lane-changes at two merges and one weaving sections. The thesis describes the analytical models while it ends with operational applications of those models.