Les problématiques et défis environnementaux actuels ont créé un environnement commercial de plus en plus complexe pour les industries agroalimentaires. La localisation des activités de production apparaît aujourd’hui comme centrale dans les réponses à apporter aux enjeux de durabilité. Cette thèse a pour ambition d'apporter des éclairages dans le débat scientifique et public actuel sur le thème de la logistique durable et de la localisation des activités de production. Dans un premier temps, nous nous sommes concentrés sur la relation entre la réglementation environnementale et la décision de localisation en tenant compte de l’effet de substitution qui peut être observé entre les quantités d’intrants dans le secteur agroalimentaire. Ensuite, nous avons essayé de comprendre le lien entre la consommation énergétique et la décision de localisation en tenant compte de la nature périssable des produits alimentaires et des préférences du consommateur. D'un point de vue méthodologique, nous avons adopté une approche visant à combiner les outils de modélisation et d'optimisation du domaine de la recherche opérationnelle avec les concepts du domaine économique. Fusionnant les méthodes et les concepts de ces deux domaines, nous avons construit des modèles de localisation intégrant des aspects environnementaux, qui fournissent des informations conceptuelles significatives pour les problématiques de la localisation durable.