Lors du fonctionnement d'un procede de production ou de transformation, l'energie thermique produite grace aux combustibles n'est pas utilisee en totalite. Une partie de la chaleur est inevitablement rejetee. C'est en raison de ce caractere ineluctable qu'on parle de 'chaleur fatale'. Disponible le plus souvent a des temperatures assez basses sa valorisation demeure delicate. Le mode de valorisation le plus courant reste aujourd'hui l'integration du procede dans un systeme plus complexe tel qu'un eco-parc ou un reseau de chaleur urbain et/ou son couplage avec le reseau electrique, donnant ainsi naissance a une veritable chaine logistique de la chaleur fatale. Deux verrous majeurs freinent pour l'heure la generalisation de ce type de systemes integres: la conception de la chaine logistique d'une part, c'est-a-dire la definition des differents maillons depuis le fournisseur de chaleur fatale jusqu'a son utilisateur final (stockage, valorisation, transport...) et d'autre part la planification de ce systeme qui doit en effet tenir compte du caractere souvent intermittent de la disponibilite de la source, mais aussi de la variabilite de la demande. Dans ces travaux de these, une approche de planification de cette chaine logistique est introduite. Cette approche repose sur la formulation et la resolution d'un modele de Programmation Non Lineaire Mixte (PNLM). Toutefois, pour faciliter le developpement de ce modele et son adaptation a different types de chaine de valorisation, une extension du formalisme ERTN ('Extended Resource Task Network') introduit dans des travaux precedents est proposee. L'EERTN ('Energy Extended Resource Task Network') permet notamment de rendre compte de maniere plus fine de l'influence de la temperature sur les phenomenes physico-chimique complexes mis en jeu dans ce type de systeme et ainsi de proposer une planification du systeme conduisant a une reduction significative de la consommation de combustible primaire du systeme globale et a une exploitation efficiente de la chaleur fatale generee sur le site. L'approche est appliquee sur un cas d'etude constitue d'une unite industrielle dont les besoins en chaleur sont pourvus par une centrale de production d'utilite vapeur. Non loin de cette unite industrielle existe un reseau de chaleur urbain. La chaleur fatale est constituee par les fumees issues de la chaudiere de la centrale de production d'utilite. Dans cette etude, on supposera que la conception de la chaine logistique visant a valoriser cette chaleur fatale a deja ete realisee et qu'elle consiste a exploiter cette energie pour subvenir a tout ou partie des besoins du reseau de chaleur urbain. (auteur)