Ce mémoire traite un problème de sélection des transporteurs à un niveau opérationnel de la hiérarchie de décision, d'un système de trafic constitué de trois flottes de transporteurs (interne, externe et spot), plusieurs entrepôts, plusieurs centres de distributions et plusieurs produits. Les demandes de produits sont considérées aléatoires et les transporteurs des flottes, interne et externe, sont sujets à des périodes de non-disponibilités. Pour permettre de suivre l'évolution du système dans le temps, la politique de sélection devrait inclure une stratégie d'affectation des quantités transférées en fonction de l'état du système. Les transporteurs externes proviennent d'un processus de sélection au niveau stratégique. Les transporteurs spots sont appelés du marché au comptant. Dans la première partie de ce mémoire, un cadre conceptuel est proposé permettant de raccorder les décisions de sélection prises au niveau stratégique et opérationnel. La sélection stratégique utilise un mécanisme d'enchères combinatoires dans lequel les transporteurs se mettent en concurrence en soumettant des mises en paquet sur les offres proposées par les expéditeurs. Un modèle mathématique mixte en nombres entiers est exposé pour déterminer les transporteurs gagnants de l'enchère avec lesquels l'expéditeur va s'engager sur une longue période. Les transporteurs gagnants de cette phase seront regroupés dans une seule flotte, appelée flotte externe. Dans la deuxième partie du projet, le problème de sélection des transporteurs, qui traite le cas d'une chaîne logistique simple, constituée d'un seul entrepôt, un seul centre de distribution, un seul produit et les trois flottes des transporteurs, est abordé. De ce fait, une formulation en programmation dynamique stochastique du problème est développée. Une résolution numérique est menée par la suite pour résoudre les équations d'optimalité obtenues. Pour illustrer l'utilité pratique et le comportement robuste de la politique développée, plusieurs analyses de sensibilité sont effectuées. Cette politique combine les deux aspects : la sélection des transporteurs et le contrôle des inventaires dans les centres de distribution. Par la suite, une approche expérimentale basée sur la simulation et des techniques d'optimisation statistiques est adoptée, en vue de valider, quantifier et optimiser la structure de la politique obtenue par modélisation mathématique. Une comparaison statistique est par la suite menée permettant de montrer la supériorité de la politique paramétrée développée par rapport à une autre politique basée principalement sur les coûts du transport comme critères de sélection. Finalement, une politique générale est proposée permettant de résoudre le problème de sélection des transporteurs à la phase opérationnelle de la hiérarchie. Cette politique est basée sur la structure globale de la politique développée du cas simple dans la deuxième partie du projet. Elle est appliquée dans un cadre plus représentatif de la réalité. Une comparaison statistique est par la suite menée montrant les gains que la politique générale proposée occasionnent par rapport à une autre politique générale visant un minimum de stock dans les centres de distribution et un coût de transport réduit. Plusieurs interprétations ont été dégagées à travers cette étude.