Let G be a connected simply connected nilpotent Lie group, K an analytic subgroup of G and π an irreducible unitary representation of G. Let D π (G) K be the algebra of differential operators keeping invariant the space of C ∞ vectors of π and commuting with the action of K on that space. In this paper, we assume that the restriction of π to K has finite multiplicities and we show that D π (G) K is isomorphic to a subalgebra of the field of rational K−invariant functions on the co-adjoint orbit Ω(π) associated to π, and for some particular cases, that D π (G) K is even isomorphic to the algebra of polynomial K−invariant functions on Ω(π). We prove also the Frobenius reciprocity for some restricted classes of nilpotent Lie groups, especially in the cases where K is normal or abelian. Résumé. Soit G un groupe de Lie nilpotent connexe et simplement connexe, K un sous-groupe analytique de G et π une représentation unitaire et irréductible G. Soit D π (G) K l'algèbre des opérateurs différentiels qui laissent invariant l'espace des vecteurs C ∞ de π et qui commuttent avec l'action de K sur cet espace. Nous prouvons dans ce papier que sous l'hypothèse que la restriction de πà K està multiplicités finies, l'algèbre D π (G) K est isomorpheà une sous-algèbre du corps des fonctions rationnelles K−invariantes sur l'orbite co-adjointe Ω(π) assoçiéeà π, et dans certains cas particuliers que D π (G) K est même isomorpheà l'algèbre des fonctions polynomiales K−invariantes sur Ω(π). Nous prouvons aussi la réciprocité de Frobenius pour quelques classes de groupes de Lie nilpotents, particulièrement les cas où K est normal ou abélien.