La distribution de marchandises dans les secteurs urbains est indispensable au fonctionnement et au développement de ces derniers. Avec leur rôle économique majeur, ils ne peuvent exister sans un système adapté de distribution des marchandises. Cependant, des problèmes liés à la distribution de biens en ville contraignent l'adaptabilité et l'efficacité du système de transport des marchandises. Les principaux impacts retenus sont la pollution sous forme de bruit et d'émissions de polluants comme le NOx (oxyde d'azote), la contribution au réchauffement climatique par des émissions de gaz à effet de serre tel que le CO2 (dioxyde de carbone) et le ralentissement de la circulation des autres usagers de l'espace public. Dans ce cadre, cette thèse a pour objectif de proposer un modèle conceptuel et une approche de simulation du Transport de Marchandises en Ville (TMV), pour, in fine, développer un outil d'aide à la décision au profit des autorités organisatrices de transports avec pour objectif l'amélioration du TMV. Nous proposons de présenter cette démarche en nous appuyant sur le projet européen SUCCESS du programme CIVITAS où l'agglomération de La Rochelle est prise comme pilote pour la validation de nos travaux. A partir des modèles présentés dans cette thèse, il est possible de concevoir des outils de diagnostic et d'aide à la décision qui peuvent jouer un rôle majeur dans l'identification de solutions à moyen terme. Ces outils permettent de formaliser des situations hypothétiques afin de mesurer les conséquences des futures décisions que doivent prendre irrémédiablement les autorités pour faciliter la circulation urbaine. Le retour d'expériences de la Communauté d'Agglomération de Poitiers indique que ces outils sont particulièrement appréciés pour leur capacité à fournir une base de réflexion lors des dialogues et débats avec les acteurs impliqués dans la logistique urbaine.