L'objectif fondamental de cette thèse est la comparaison de méthodes de détection de défauts de capteurs. Des fonctions statistiques de comparaison, utilisées sur différents horizons temporels, permettent de détecter des changements dans les caractéristiques des capteurs. Des défauts réels, provoqués sur une installation pilote, permettent d'évaluer les performances des méthodes qui ont été retenues. Les performances de la méthode de l'espace de parité ont été comparées aux méthodes des termes correctifs normalisés et aux écarts de fermeture de bilan normalisés dans le cas des systèmes linéaires. Une estimation de l'amplitude de défaut basée sur le critère d'information d'AKAIKE, associée à un algorithme de recherche systématique des capteurs défaillants, a été développée. Toutes ces méthodes ont été appliquées lorsqu'on dispose d'une ou de plusieurs campagnes de mesure. Une technique utilisant une estimation récursive des grandeurs réelles par élimination de contrainte a été développée et appliquée à la détection de défaillances de capteurs. Dans le cas des systèmes bilinéaires, nous avons étendu la méthode des termes correctifs normalisés et la méthode des écarts de bilan normalisés à la détection de défauts. Des algorithmes pour localiser les capteurs en défaut ont été proposés. Une technique d'estimation de l'amplitude de défaut basée sur un calcul hiérarchisé à deux niveaux permet d'estimer l'amplitude des défauts.