Cette thèse est consacrée au développement et à la mise au point d'une méthodologie de synthèse de lois de pilotage robustes et performantes pour les avions de transport de future génération, caractérisés par la grande flexibilité de leur structure. Après avoir présenté une modélisation de l'avion souple et brossé la problématique du pilotage latéral, nous avons étudié et développé des outils mathématiques d'analyse des systèmes linéaires, qui permettent d'en déterminer le comportement dynamique, et de guider le concepteur dans le choix de la configuration de commande en fonction des objectifs recherchés. Une technique d'analyse "boucle fermée" permettant d'étudier la faisabilité du cahier des charges est également proposée. Pour la conception des lois de pilotage, après un état de l'art des méthodes de synthèse de commandes de vol, nous proposons une méthodologie fondée sur une technique récente de synthèse convexe qui présente l'avantage de pouvoir transcrire la majorité des spécifications fréquentielles et temporelles présentes dans le cahier des charges sous la forme de gabarits simples à manipuler. Le problème de synthèse se ramène alors à un problème convexe de programmation linéaire ou de type LMI. Afin de pouvoir traiter l'ensemble de cahier des charges, nous avons ensuite mis au point une nouvelle méthode, la Q - μ synthèse, qui permet de traiter les objectifs de robustesse aux incertitudes structurées. D'autres développements, tels que la synthèse de précommande dynamique ou la modification de correcteur existant, ont également été menés. Enfin, l'application de ces techniques sur deux benchmarks (système de transmission souple et navette spatiale) ainsi que sur l'avion souple, a permis de montrer l'applicabilité et la pertinence de notre méthodologie de synthèse.