Cette thèse est une contribution aux travaux de recherche sur l’optimisation des problèmes du transport multimodal. Les principaux concepts clé de la multimodalité dans les réseaux du transport intermodal et l’état de l’art des travaux scientifique du domaine y sont présentés. Le problème de la localisation des terminaux du transport combiné est ensuite étudié. Nous proposons un algorithme génétique à codage mixte pour la résolution de ce problème et nous comparons nos résultats avec ceux de la littérature. Un ensemble de problèmes posés dans le cadre de notre travail sur le projet DCAS (Direct Cargo Axe Seine), porté par le Grand Port Maritime du Havre, y est décrit et modélisé par des outils de programmation mathématique. Ainsi, nous avons étudié le problème du transfert de navettes ferroviaires qui consiste à optimiser le transfert d’un ensemble de conteneurs entre des terminaux maritimes et un terminal multimodal. Ensuite, nous avons modélisé le problème d’ordonnancement des trains de grandes de lignes pour le placement sur les voies de la cour ferroviaire du terminal multimodal du Havre. Ces problèmes sont résolus en utilisant une approche combinée optimisation-simulation. Une première application est basée sur un algorithme génétique couplé avec la simulation multi agents pour l’affectation des voies aux trains. Une deuxième, consiste à optimiser la manutention des conteneurs lors d’un transbordement rail-rail en utilisant un algorithme de colonie de fourmis intégré dans le modèle de simulation et une stratégie de collaboration agents pour minimiser les temps d’attente des portiques et ainsi augmenter leurs productivités.