L’article propose une démarche pour analyser l’intégration des outils dans l’apprentissage et l’enseignement des mathématiques. Cette démarche essaie d’articuler différents cadres théoriques, certains classiques pour la didactique des mathématiques (la théorie des situations ou l’approche anthropologique), d’autres moins habituels, comme l’approche instrumentale, mais qui se sont révélés fructueux pour les études des processus d’apprentissage dans les environnements informatisés. Dans un premier temps, l’article analyse les processus à travers lesquels des artefacts deviennent des instruments du travail mathématique. Dans un deuxième temps, l’article étudie les processus de conceptualisation dans les environnements informatisés d’apprentissage en relation avec les processus de constitution des instruments. Il met en évidence la grande variété de ces processus, leur dispersion apparaissant liée à la complexité des environnements. Il propose enfin la notion d’orchestration instrumentale pour décrire l’agencement didactique systématique des artefacts d’un environnement informatisé d’apprentissage : ces orchestrations apparaissent comme des éléments essentiels des systèmes d’exploitation didactique des outils informatiques.