Dans un contexte de conception de produits, les industriels sont conduits à concevoir et réaliser une grande diversité de produits pour répondre à des besoins clients différents et des contraintes spécifiques liées aux marchés. Deux questions couplées apparaissent donc immédiatement qui concernent d'une part la diversité qu'il est nécessaire de proposer, d'autre part la manière de gérer et produire cette diversité dans des délais et des coûts acceptables. La contribution de cette thèse porte sur la proposition d'un modèle servant de support à une méthodologie globale de conception de produits à forte diversité. L'apport essentiel réside plus précisément d'une part, dans une séparation entre les différents types de diversité nécessaires à la description du cycle de mise sur le marché d'une famille de produits, d'autre part dans la déclinaison d'un type de diversité à l'autre en s'appuyant sur les outils disponibles actuellement dans la littérature. L'étude de la littérature montre l'absence de démarche globale. Une proposition de démarche a été formalisée en de 8 étapes clés, elle porte notamment sur l'analyse des besoins fonctionnels (avec une distinction entre les fonctions stables et les fonctions variables), la création d'une structure fonctionnelle, la création d'une structure technique et l'analyse de l'ensemble des process utilisables. Ce travail de thèse est illustré par la mise en oeuvre de la démarche sur le cas des faisceaux électriques automobiles dans un contexte de livraison synchrone ; un outil logiciel créé spécifiquement permet de supporter le travail des concepteurs.