Ce travail s'attache a presenter les principales caracteristiques de la physique qualitative. Nous proposons ensuite les differents aspects methodologiques developpes a savoir: une modelisation par graphe d'influences causales entre les diverses variables du procede; un raisonnement sur l'etat standard dont la finalite consiste a retablir la chaine des causalites des phenomenes observes a partir de l'observation des tendances d'evolution des variables accessibles. Ces concepts, generalisables a un grand nombre de problemes poses par les systemes physiques, sont ensuite adaptes aux procedes biotechnologiques. La finalite est ici de reconstituer l'etat qualitatif de certaines variables internes au procede (niveau microscopique) grace a une analyse et une interpretation des observations externes (variables macroscopiques). Dix operateurs qualitatifs ont ete definis pour traduire les interactions majeures entre les variables du procede. Ces operateurs sont par la suite exprimes selon le formaliste de kheops, un systeme de programmation et d'interpretation de bases de connaissances en logique propositionnelle etendue developpe au sein de notre laboratoire. Durant cette etude, les travaux ont ete testes sur des procedes fermentaires de nature differentes et ont permis d'elaborer deux systemes experts fonctionnant en ligne sur site reel: au stade du laboratoire (650 regles), les essais se sont deroules au centre de transfert en biotechnologie et microbiologie de l'ups/insat sur la croissance de bacteries. Un test a egalement ete effectue sur des levures afin de prouver une certaine robustesse du systeme expert en fonction des microorganismes utilises; a l'echelle industrielle (550 regles), le systeme expert assure une aide a la conduite d'un procede fermentaire de la societe sanofi-chimie (usine d'aramon) utilisant des champignons filamenteux