Les épisodes de désorientation spatiale forment une source importante d'accidents en aéronautique. Pour lutter contre ces phénomènes, il est nécessaire de comprendre les propriétés des systèmes sensoriels impliqués dans la perception de l'orientation spatiale, afin d'adapter au mieux l'instrumentation de bord. Le cadre général du présent manuscrit fait l'état des connaissances actuelles relatives à la désorientation spatiale. Il présente également certains des mécanismes fondamentaux de l'intégration multisensorielle dans le domaine de l'orientation spatiale, en relation avec l'ergonomie sensorielle des postes de pilotages. Les travaux expérimentaux qui suivent s'intéressent tout d'abord à l'influence d'un cadre visuel dont la caractéristique est d'être solidaire de l'orientation de la tête, sur la perception de la verticale. Les résultats suggèrent principalement le rôle fondamental du référentiel céphalocentré dans le traitement des informations visuelles orientées. Les répercutions potentielles de ces résultats sur la conception des afficheurs de casque, utilisés dans les aéronefs, sont envisagées. Une seconde partie expérimentale s'intéresse aux effets de la stimulation galvanique vestibulaire sur la perception de l'orientation spatiale, avec la perspective d'inclure ce type de stimulation dans les postes de pilotage. Il est montré que cette technique de stimulation influence la verticale subjective, quelle que soit la modalité sensorielle impliquée. De plus, les stimulations de l'appareil vestibulaire induisent des effets clairement dissociés sur la verticale subjective, d'une part, et sur la perception de l'orientation du corps, d'autre part. Ces résultats sont mis en rapport avec les modèles actuels de l'orientation spatiale.