Le pilotage des projets d'innovation en rupture est une problématique qui traverse les organisations. Les outils d'évaluation devraient être considérablement différents des outils traditionnels de gestion de projet en raison de l'incertitude multidimensionnelle des activités. Toutefois, la littérature montre que les entreprises utilisent des méthodes classiques de suivi, même pour l'innovation de rupture. Basée sur une recherche intervention de trente mois à l'Amont de Renault, cette thèse analyse les insuffisances des outils traditionnels, et propose une approche nouvelle et des instruments adaptés. En partenariat avec les équipes R&D, la recherche fournit un diagnostic des pratiques traditionnelles d'évaluation des projets. Nous montrons deux limites majeures : a) les approches se concentrent sur l'évaluation économique et stratégique des projets, à l'exclusion des mécanismes d'engagement des acteurs internes, b) la plupart des méthodes d'évaluation traite les incertitudes de façon exogène. Ces regards conduisent à un modèle de pilotage combinant trois axes de valeur du projet : 1. l'usage conditionnel de l'analyse économique suivant les risques, les opportunités et la maturité de l'innovation ; 2. la qualification des enjeux stratégiques de l'innovation et du pilotage associé ; 3. le suivi de l'impact organisationnel et des mécanismes d'adhésion des partenaires internes. Si les points 1 et 2 s'appuient sur l'existant, le modèle d'adhésion évolutif a peu d'équivalent dans la littérature et les pratiques. Il explicite pourtant les évolutions différenciées des projets dans l'organisation. Le modèle a été mobilisé pour le processus de pilotage déployé en 2009 dans l'entreprise.