Dans cette thèse, nous proposons de traiter les systèmes de production constitués de plusieurs machines séparées par des stocks tampons de capacités finies. Les machines de ce système sont assujetties à des défaillances aléatoires. Suite à chaque défaillance, un processus de réparation est immédiatement enclenché. Les temps techniques de réparation sont distribués selon des lois de probabilités données. La défaillance d'une machine force cette dernière à s'arrêter et, par conséquent, à baisser de la productivité du système. Des stocks tampons sont installés afin d'amortir la propagation de l'effet des défaillances sur l'ensemble du système. Cette solution est considérée dans le but de découpler les machines et ainsi améliorer la productivité du système. Les stocks tampons sont apparentés à des en-cours de production ; par contre, les en-cours de production ne représentent pas tous des stocks tampons. Le stock tampon peut constituer une valeur ajoutée. En effet, un déploiement optimal de ces stocks permet, d'une part, d'améliorer le découplage des machines et d'autre part de réduire les coûts associés aux en-cours. Ces coûts se résument pour une grande partie dans des coûts relatifs à l'espace sur le plancher, les risques de péremption et les coûts relatifs à la technologie associée au stock tampon comme dans le cas d'un convoyeur. Les systèmes de production traités dans la littérature scientifique se présentent sous différentes architectures. Certaines de ces architectures sont introduites dans cette thèse. Des modèles spécifiques à chacune d'elles sont proposés. Les différents modèles présentés dans cette thèse diffèrent les uns des autres par les hypothèses considérées. Ainsi, des systèmes où les machines ont des taux de défaillances et des taux de réparation constants sont traités. Dans certains modèles présentés dans cette thèse, ces systèmes produisent un seul type de produit. Un autre modèle suppose que les machines ont des temps de défaillance distribués selon des lois exponentielles et des temps de réparation distribués selon des lois hyper exponentielles. Ce modèle constitue une extension d'autres travaux publiés dans la littérature. Nous proposons une contribution dans le cas d'un système avec plusieurs types de produits dans un contexte de production par lot. Les machines sont supposées avoir des temps de défaillance et de réparation quelconques. Les temps de traitement de chaque type de produit ainsi que le temps de réglage associé sont supposés quelconques. Pour chacune des contributions développées dans cette thèse, qui sont au nombre de quatre, des outils informatiques ont été mis au point ainsi que des modèles de simulation afin de tester leurs robustesses. Ces outils démontrent que les modèles proposés fournissent une précision appréciable ainsi que des temps de calcul nettement supérieurs que ceux publiés dans la littérature.