La thèse réalisée dans le cadre d'une coopération entre l'Université de Savoie et une grande manufacture horlogère traite du problème de la maîtrise de la qualité visuelle des produits manufacturés de haute qualité. Nous faisons l'hypothèse que la maîtrise de cette qualité passera encore pour de nombreuses années par un contrôle visuel des produits. Le travail présenté dans cette thèse propose ainsi les bases d'un modèle métrologique sensoriel formalisant le contrôle visuel. Ce travail repose sur les démarches d'analyse sensorielle. Le premier chapitre présente une étude bibliographique des différents éléments relatifs au contrôle qualité en général, et au contrôle visuel en particulier. Le chapitre 2 décrit la démarche générique que nous proposons pour percevoir, puis évaluer une anomalie. Cette démarche distingue de façon formelle la perception d'une anomalie de son évaluation. Nous montrons que cette distinction apporte une bien meilleure compréhension des sources de variabilité dans le contrôle visuel. En partant des démarches largement utilisées dans le cadre de l'analyse sensorielle, notre démarche formalise donc ces deux étapes afin de réduire la variabilité dans la décision de conformité lors d'un contrôle visuel. Le chapitre 3 propose une structuration d'une démarche métrologique ayant pour objectif de garantir, la justesse et la faible variabilité dans le temps et dans l'espace. Notre proposition, basée sur les concepts d'une métrologie dimensionnelle, intègre les spécificités liées à toute mesure sensorielle réalisée par l'homme, et en particulier la part de subjectivité importante qui peut être associée à cette mesure. Partant de l'évaluation d'une seule anomalie, nous décrivons dans le chapitre 4 une démarche permettant de décider de l'acceptation ou du refus d'un produit combinant différentes anomalies sur différentes surfaces. Notre approche, fondée sur la fonction perte de Taguchi, permet de généraliser au contrôle visuel les approches de tolérancement largement utilisées en qualité géométrique des produits. Le chapitre 5 illustre l'application de ces concepts au sein de l'entreprise avec laquelle nous avons collaboré. Il propose également une synthèse de gains que peut apporter une telle démarche dans une entreprise.