L'optimisation du partitionnement de graphe est un problème théorique qui a des applications multiples, mais souvent méconnues, entre autres en calcul numérique, calcul parallèle, dessin des composants informatiques, analyse d'image et de vidéo. Ces dernières années ont vu de nouveaux challenges apparaître. La taille des graphes à partitionner a explosé, passant de quelques milliers de sommets à plusieurs millions. Partitionnement de graphe a pour ambition de présenter au lecteur néophyte, comme à l'expert en informatique ou en mathématiques appliquées, des méthodes et des outils pour résoudre le problème du partitionnement de graphe. À cette fin, nous avons réuni plusieurs chapitres méthodologiques détaillant différentes approches d'optimisation du partitionnement de graphe comme la méthode multi-niveaux, les métaheuristiques, la parallélisation ou le partitionnement d'hypergraphes. Plusieurs applications viennent compléter cet ouvrage, sur des sujets aussi différents que les réseaux mobiles, la résolution de systèmes linéaires, la segmentation d'image, le trafic aérien, les réseaux sociaux, etc...