En réponse aux contraintes économiques mais aussi aux évolutions démographique et technologique, le secteur de la santé a commencé à évoluer entraînant dans sa dynamique l'ensemble des établissements de santé les incitant à innover et à se réorganiser. <br />Dans ce travail de recherche, l'intérêt est porté sur les établissements d'hospitalisation à domicile (HAD) en raison du paradoxe qui les caractérisent : bien que créés il y a une cinquantaine d'années, ces établissements se sont révélées, durant cette dernière décennie, comme moyen possible de réduction des dépenses du domaine de la santé tout en satisfaisant une bonne qualité de service. En outre, à la différence des établissements hospitaliers, les problématiques existantes dans les établissements d'HAD n'aiguisent pas suffisamment la curiosité de la communauté du génie industriel en général et celle de la recherche opérationnelle en particulier.<br />Dans cette thèse, nous nous intéressons à trois problématiques distinctes issues du domaine d'HAD. La première concerne l'activité principale des professionnels de santé à savoir la gestion des projets thérapeutiques des patients. Une extension du projet thérapeutique est présentée permettant d'intégrer l'aspect organisationnel des prestations de soins fournissant ainsi un outil d'aide à la coordination des acteurs impliqués dans la prise en charge des patients. A partir de cette étape, il nous a été possible d'avoir une vision multi-projets, et de modéliser de la sorte l'ensemble des fonctions de type gestion des opérations propres à un établissement d'HAD. Cette modélisation émane en partie d'une étude comparative entre quatre établissements d'HAD. En se basant sur les principales fonctions identifiées, une cartographie des décisions est dressée adoptant différents niveaux d'horizons temporels. Cette visibilité sur le système décisionnel nous a éclairé quant aux problématiques critiques intéressant les établissements d'HAD. La dernière problématique porte sur la production et la distribution des médicaments anticancéreux dans le cadre d'une chimiothérapie à domicile. Le problème s'apparente à un problème du voyageur de commerce couplé à un problème d'ordonnancement.