Le métabolisme peut être modélisé et étudié à plusieurs niveaux. Un premier niveau étudié est celui des voies métaboliques qui correspondent à des enchaînements de transformations chimiques amenant à la production de composés d'intérêt. Et c'est au travers d'une formalisation de la dérive métabolique en programmation par contraintes, que des voies métaboliques alternatives ont pu être proposées chez une algue. Un second niveau du métabolisme rassemble l'ensemble des centaines de voies métaboliques contenu dans le métabolisme d'un organisme. Une méthode visant à créer des réseaux métaboliques homogènes à partir de données publiques hétérogènes est présentée et est appliquée sur trois jeux de données bactériens et eucaryotes. Le troisième niveau est le métabolisme d'un groupe d'organismes et permet d'étudier le fonctionnement d'un organisme non spécifiquement identifié. Pour cela, une méthode reposant sur l’ingénierie des connaissances et la comparaison des séquences a été développée et a permis d'étudier le métabolisme d'une communauté bactérienne. Le dernier niveau correspond au métabolisme d'une communauté et vise à comprendre les possibles interactions métaboliques entre ces organismes. Une méthode a été développée permettant l'identification d'espèces clés au travers de la complémentarité métabolique.