Les entrepôts de données (ED) sont devenus une technologie mature. L'accentuation des demandes d'analyse est motivée par l'évolution technologique, Les nouveaux paradigmes de programmation et L'ingénierie Dirigée par les Modèles (!DM). Avant d'utiliser ces progrès technologiques, l'entrepôt de données doit être construit et préparé pour sa bonne exploitation.La phase de construction a vu l'utilisation massive des efforts de description et de méta-modélisation afin de faciliter la définition des correspondances entre les schémas locaux des sources de données et le schéma de l'ED et de réduire l'hétérogénéité entre les sources. La phase d'exploitation et sa tâche physique, en particulier n'ont pas eu la même utilisation des solutions de description et de méta-modélisation, bien qu'elle est considérée comme un tunnel de toutes les phases de cycle de vie de conception d,un ED. Durant cette phase; des modèles de coût mathématiques sont utilisés pour quantifier la qualité des solutions proposées. Le développement de ces derniers nécessite des efforts de collection et d'analyse des paramètres pertinents.Pour bien simuler le fonctionnement d'un ED, toutes les dimensions d'un SGBD doivent être intégrées. Dans cette thèse, nous proposons de décrire en détail ces dimensions avec des mécanismes de méta-modélisation. Vu la similarité et la hiérarchisation gui existent entre les supports de stockage, nous avons développé une ontologie de domaine dédiée aux supports de stockage.Elle permet d'expliciter leurs propriétés. Les similarités entre ces supports nous a motivé à hybrider le cache mémoire avec les mémoires flashs pour augmenter sa capacité afin de stocker un nombre important de résultats intermédiaires partagés par plusieurs requêtes décisionnelles. La réutilisation de ces résultats permet d'augmenter la performance du SGBD. Nos contributions sont validées à l'aide des expérimentations en utilisant nos modèles de coût théoriques et le SGBD Oracle.