Bien que déjà opérationnels depuis quelques dizaines d'années, les engins volants autonomes intéressent de plus en plus la communauté des mécaniciens et des automaticiens. Les recherches approfondies sur ce sujet se sont intensifiées. D'une part le développement des technologies permet d'envisager des concepts innovants, et d'autre part il s'agit d'étendre les capacités opérationnelles de ces engins pour pouvoir réaliser des missions plus complexes. Néanmoins, certaines difficultés techniques doivent être maitrisées, notamment l'étude de l'effet de la flexibilité structurelle, la considération des phénomènes aérodynamiques et la conception des lois de commande adéquates ballons dirigeables autonomes font partie de cette classe d'engins promise à un bel avenir notamment dans le domaine du développement durable ou de la surveillance. La conception de dirigeables a souvent péché par son classicisme. Les chercheurs évitaient souvent les complexités mathématiques inhérentes aux formes non ellipsoïdales. Mais afin d'optimiser les performances de ces engins, différentes formes originales ont été proposées ces dernières années, notamment par le réseau DIRISOFT-FRANCE dont le dirigeable MC500 représente le support de mes travaux. Dans ce contexte, le présent manuscrit porte sur la modélisation et commande d'un dirigeable flexible MC500 ayant la forme d'une aile volante. Nous étudierons, dans un premier temps, la modélisation cinématique et dynamique du dirigeable sous sa forme " rigide " puis en tenant compte de sa flexibilité, en prenant en compte les efforts aérodynamiques. Nous admettons que ces engins volants subissent de grands déplacements et de petites déformations élastiques. Le phénomène des masses ajoutées est également pris en compte. Une étude analytique de ce phénomène a été développée pour le cas du dirigeable rigide et similairement pour le cas du corps flexible en grands mouvements. Elle est fondée sur la notion de potentiel des vitesses du fluide, et du développement de l'énergie cinétique du fluide sous l'effet d'un mouvement global du dirigeable. Cette méthode a permis de rechercher des solutions au problème de Dirichlet à travers la recherche de fonctions satisfaisant l'équation de Laplace pour les fluides interagissant avec une structure aux formes complexes pouvant être approchée dans un premier temps par un tronc de cône de section elliptique. L'étude du potentiel des vitesses du fluide autour du dirigeable a ainsi conduit à des équations de Lamé qu'il a fallu résoudre en tenant compte de certaines hypothèses. Un modèle dynamique non-linéaire complet du dirigeable a ainsi pu être établi. Une étude sur la loi de commande est effectuée sur le modèle " rigide " du dirigeable par deux approches : la première est linéaire se basant sur le linéarisé tangent, la deuxième est multi-modèle se basant sur la représentation quasi-LPV (linear parameter varying): cette approche nous permet de mettre le dirigeable dans un polytope bien défini par ses sommets. On a ainsi obtenu, par cette approche, un espace de convergence du dirigeable vers un point désiré. Cette approche q-LPV nous permet aussi d'exprimer le modèle dynamique non-linéaire du dirigeable au moyen de sous-systèmes linéaires, et on résout ces sous-systèmes par la formulation des LMI (linear matrix inequality). L'étude de la robustesse des commandes choisies par l'approche q-LPV a été établie et prouvée pour ce système en présence d'incertitudes sur les paramètres du dirigeable ainsi que de bruit de mesures des états de cet engin volant. Des simulations numériques seront présentées justifiant les résultats théoriques obtenus, et une analyse critique de ces deux approches sera présentée.