Cette thèse examine quatre problèmes différents et connexes qui se posent dans le domaine du calcul scientifique combinatoire (CSC). Le lien de connexion entre les quatre problèmes examinés est le problème fondamental des couplages, qui cherche le plus grand ensemble d’arêtes disjointes dans un graphe ou un hypergraphe. Ces problèmes sont ceux du couplage de cardinalité maximale dans les graphes et dans les hypergraphes, l’estimation du nombre de couplages parfaits, et la décomposition de Birkhoff–von Neumann des matrices bistochastiques. L’étude de ces problèmes est motivée par leur utilité dans plusieurs domaines d’application.Nous examinons les quatre problèmes à la fois théoriquement et expérimentalement. L’accent mis sur la théorie nous permet de discuter, d’analyser et de prouver les propriétés des algorithmes examinés, tandis que le côté expérimental de la thèse démontre les améliorations et les avantages possibles de l’utilisation des algorithmes et des solutions proposés.