Le procédé de l'invention régule des paramètres opératoires comprenant au moins la température moyenne du cœur (Tm), et le déséquilibre axial de puissance (AO), le procédé comprenant les étapes suivantes : - élaboration d'un vecteur (Us) de valeurs de commandes du réacteur nucléaire par un superviseur (31) mettant en œuvre un algorithme de commande prédictive ; - élaboration d'un vecteur (uK) de valeurs correctives des commandes du réacteur nucléaire par un régulateur (33) mettant en œuvre un algorithme de commande à gains séquencés ; - élaboration d'un vecteur (U) de valeurs corrigées des commandes du réacteur nucléaire, en utilisant le vecteur (Us) des valeurs des commandes élaboré par le superviseur (31) et le vecteur (uK) des valeurs correctives des commandes élaboré par le régulateur (33) ; - régulation des paramètres opératoires du réacteur nucléaire, en commandant des actionneurs en utilisant le vecteur (U) des valeurs corrigées des commandes.