En dépit d’une longue histoire et du vaste champ d’applications du procédé de cristallisation, l’amélioration de son contrôle demeure, aujourd’hui encore, un champ de recherche ouvert. L’objectif de cette étude est l’optimisation de la conduite du procédé de cristallisation dans l’industrie sucrière. À cet effet, trois stratégies de commande à base d’observateurs sont proposées. Ce mémoire s’articule autour de cinq chapitres : le premier propose un état de l’art du contrôle du procédé de cristallisation. Dans le deuxième chapitre, l’observation et l’analyse de la conduite du procédé de cristallisation industriel nous conduisent à proposer des stratégies de commande alternatives, à la fois en termes de régulateur et de variables de commande et à commander. Certaines grandeurs n’étant pas mesurées en ligne, le chapitre trois est dédié à la synthèse de trois observateurs, correspondant aux trois configurations parmi les plus répandues en sucrerie. Le chapitre quatre présente les résultats obtenus, en simulation et sur un réacteur pilote (échelle 1/1000ème), avec deux stratégies de commande monovariables. Dans le cinquième chapitre, les performances en asservissement et en régulation d’une stratégie de commande multivariable sont étudiées en simulation. L’ensemble des résultats obtenus dans cette étude met en lumière une amélioration significative de la supervision et du contrôle du procédé de cristallisation dans l’industrie sucrière.