L’objectif de ce travail de thèse était d’évaluer le rôle du système vestibulaire dans l’homéostasie en relation avec l’orientation.Nous avons évalué les réponses vestibulaires (1) dans une population normale pour évaluer le niveau d’implication des différents systèmes sensoriels dans la régulation cardiovasculaire et respiratoire et (2) dans des populations présentant des informations vestibulaires perturbées : soit des patients avec un déficit vestibulaire bilatéral soit des pilotes de voltiges aérienne.Les résultats indiquent que les informations vestibulaires et celles des gravicepteurs du tronc s’associent pour réguler la réponse respiratoire lors de la rotation à axe incliné selon la gravité (RAIG). La contribution respective des récepteurs vestibulaires et des gravicepteurs dans cette réponse varie en fonction des individus. Une autre étude a testé l’hypothèse selon laquelle la modulation de la réponse cardio-vasculaire par le système vestibulaire peut être influencée par les informations visuelles pendant la RAIG. Les résultats préliminaires de cette étude ont montré que la stimulation RAIG a un effet sur les valeurs moyennes des paramètres cardio-vasculaires. L'effet modulateur de la RAIG sur la pression artérielle a également été démontré. Cette modulation de réponse, et plus particulièrement la phase, variait entre les individus, ce qui peut indiquer la nature neuronale de la modulation observée. Un effet de la stimulation visuelle sur la modulation semble être également présent, mais une analyse plus approfondie est nécessaire pour confirmer ce résultat. Dans une autre étude, il s’est avéré que des patients présentant une déficience vestibulaire bilatérale avaient la même réponse cardio-vasculaire aux changements de position de la tête pendant le protocole « head down neck flexion » que les sujets témoins. Ces résultats indiquent que cette reconstruction du réflexe vestibulo-sympathique semble provenir de sources sensorielles autres que labyrinthiques. Enfin, nous avons étudié les pilotes de voltige aérienne comme modèle de sujets subissant des stimulations vestibulaires intenses et inhabituelles. Nous n'avons pas observé l’habituation vestibulaire attendue lors d’explorations fonctionnelles vestibulaires (RAIG et échelon de vitesse) en comparaison avec des sujets témoins, en revanche les pilotes étaient moins sensibles au mal des transports. Nous suggérons que les pilotes ne développent pas d'habituation vestibulaire comme attendu car ils ont besoin des réponses vestibulaires préservées et non altérées pour maintenir une performance optimum lors des activités de voltige aérienne.Nous concluons que pour générer des réponses en lien avec l’orientation, le système nerveux central intègre les signaux vestibulaires et non-vestibulaires et est sujet à un certain niveau de plasticité en conditions sensorielles altérées. Ce traitement multisensoriel est régulé individuellement, avec un poids variable des informations vestibulaires, en fonction de l'état sensoriel et des exigences liées à l’activité.