Les travaux de recherche présentés dans ce mémoire concernent la prédiction et l'amélioration des performances des machines outils à structure parallèle dans le but de produire des pièces conformes à la qualité requise. Ces travaux s'inscrivent dans une problématique global d'optimisation du triplet pièce/ processus/ machine. Le problème posé se situe au niveau de l'influence de la structure sur la qualité de la pièce usinée. La thèse l'illustre à travres l'analyse de l'influence des comportements statique et gèométrique des structures parallèles sur la forme des surfaces usinées. Ce travail prppose alors des avancées suivant deux axes fondamentaux : La définition d'un espace de travail statistiquement admissible, La proposition d'une méthode d'identification du processus. Ces approches sont alors projetées dans un contexte industriel, permettant ainsi de définir le concept de maintenance géométrique de la machine et d'identification global / local