En France, les Services d’Aide Médicale Urgente (SAMU) gèrent les appels d’urgence de chaque département à travers un Centre de Réception et de Régulation des Appels (CRRA). Leur mission est d’assurer une écoute médicale permanente aux demandes d’urgence médicale et d’y répondre dans les meilleurs délais avec la réponse la mieux adaptée. Ces centres jouent un rôle majeur dans la gestion des urgences pré-hospitalières, mais sont–ils vraiment efficaces? Comment fonctionnent-ils? Est-il possible d’améliorer leur performance? Pour répondre à ces questions, trois hypothèses sont émises: (1) Les pratiques des SAMU sont standardisées d’un département à un autre. (2) Tous les appels sont décrochés et traités. (3) Les ressources sont dimensionnées pour prendre en charge tous les appels. A l'aide de la modélisation des processus de deux SAMU pilotes ainsi que l’étude de données sur les appels entrants, ces hypothèses seront infirmées. En effet, d’un SAMU à un autre, des différences logicielles, matérielles et fonctionnelles sont observables. De plus, certains appels ne sont pas décrochés. Cet article propose d'établir une démarche dirigée par les modèles pour le diagnostic du fonctionnement des SAMU afin de proposer ensuite des solutions permettant d'améliorer leur performance.