Cette these porte sur le developpement d'outils de controle avance des procedes et leurs applications a l'industrie de fabrication des composants microelectroniques. L'accent est mis en particulier sur les boucles de regulation, connues sous le nom de boucles run-to-run. Dans la premiere partie de ces travaux, l'objectif etait d'identifier, a travers une analyse statistique multi-variee, les etapes de fabrication critiques, principalement responsables des variabilites temporelle et spatiale des performances electriques du dispositif. Les resultats obtenus montrent une forte variabilite lot a lot du courant de saturation et du courant de fuite, due, au premier ordre a la variabilite de la longueur de grille en poly-silicium. Ce constat a ete le point de depart pour le developpement d'une nouvelle strategie de regulation run-to-run mieux adaptee a un environnement de production high-mix, a savoir le controle cooperatif. Un controleur cooperatif s'appuie sur un algorithme d'identification recursif afin d'estimer en ligne les etats des sources de variations qualitatives prises en compte, notamment le produit et l'equipement de fabrication."