Cette thèse vise à étudier les facteurs de dégradation dans la prise de décision des pilotes d’avion dans des situations dynamiques, en vue de définir les principes d’une assistance à la prise de décision dans les futurs cockpits d’avion. L’analyse des processus de prise de décision dans le domaine aéronautique a permis de centrer la problématique sur la question du contrôle cognitif. Nous avons considéré le Modèle de Contrôle Contextuel (Hollnagel, 1993), qui présente quatre modes de contrôle cognitif - stratégique, tactique, opportuniste et brouillé, du plus au moins proactif - et nous avons exploré les liens entre ces modes, la contrainte de la situation, et l’astreinte des opérateurs. Cela a abouti à l’hypothèse que l’on pouvait déterminer le mode de contrôle cognitif instancié à partir de la connaissance de la contrainte et de la mesure de l’astreinte, via des mesures physiologiques (rythme cardiaque) ou neurophysiologiques (oxygénation du cortex préfrontal). À l’aide d’une Analyse Cognitive du Travail réalisée sur l’activité de pilotage, nous avons construit et mené deux expérimentations afin d’explorer les liens évoqués ci-dessus : l’une en laboratoire avec des étudiants confrontés au logiciel MATB-II, l’autre en simulateur de vol avec des pilotes experts confrontés à des scénarios réalistes. Les résultats expérimentaux ont confirmé les liens entre les modes de contrôle et la contrainte, montrant une adoption préférentielle du mode tactique lorsque la contrainte est faible. Nous avons également observé un lien entre modes de contrôle et astreinte. En effet, le taux d’oxygénation sanguine du cortex préfrontal est plus bas pour le mode tactique que pour les autres modes. Enfin, ces deux expérimentations ont montré que le mode tactique est le plus efficient, puisqu’il est associé au plus faible niveau d’astreinte et à des performances correctes. Les apports de cette étude sont discutés au regard des perspectives concernant le développement d’assistances adaptatives.