L’objectif de cette thèse CIFRE, réalisée avec la société d’études de marché BVA en collaboration avec le constructeur automobile Renault, est de mesurer l’impact des investissements media pour différents canaux (télévision, affichage, etc.) sur les parts de marché de différentes marques, en prenant en compte la concurrence et les potentiels effets croisés et synergies entre ces marques, ainsi qu’en tenant compte du prix des véhicules, du contexte réglementaire (i.e. prime à la casse), et des effets retard de la publicité.Nous avons puisé dans les littératures marketing et statistique pour développer, comparer et interpréter plusieurs modèles qui respectent la contrainte de somme unitaire des parts de marché. Une application concrète au marché automobile français est présentée, pour laquelle nous montrons que les parts de marché des marques sont plus ou moins sensibles aux investissements publicitaires consentis dans chaque canal, et qu’il existe de synergies entre certaines marques. / The aim of this CIFRE thesis, realized with the market research institute BVA in collaboration with the automobile manufacturer Renault, is to build a model in order to measure the impact of media investments of several channels (television, outdoor, etc.) on the brands’ market shares, taking into account the competition and the potential cross effects and synergies between brands, as well as accounting for the price, the regulatory context (scrapping incentive), and the lagged effects of advertising. We have drawn from marketing and statistical literatures to develop, compare and interpret several models which respect the unit sum constraint of market shares. A practical application to the French automobile market is presented, for which it is shown that brands’ market shares are more or less sensitive to advertising investments made in each channel, and that synergies between brands exist.