Nous nous intéressons dans cette thèse à un aspect assez peu documenté de l'histoire de la théorie de la relativité restreinte, la recherche d'une vérification expérimentale de ses prédictions sur la variation de l'inertie en fonction de leur vitesse. Nous complétons les études historiques antérieures sur les expériences de Kaufmann (1906) et de Bucherer (1908), et montrons que la vérification de la formule de Lorentz-Einstein constitue encore un enjeu expérimental après 1911. Nous étudions plus particulièrement les recherches dirigées par Charles-Eugène Guye en collaboration avec ses étudiants Simon Ratnowsky (1907-1910) et Charles Lavanchy (1913-1915). Nous montrons que la seconde phase de ce travail est très largement considérée dans les années 1920 comme la vérifiation expérimentale la plus précise de la formule de Lorentz-Einstein. Nous utilisons la méthode de réplication, appliquée à l'expérience de Guye et Lavanchy. La très grande maîtrise de l'émission cathodique, associée à une méthode d'investigation spécifique, leur permet de surmonter toutes les difficultés identifiées alors comme préjudiciables au succès de ce type d'expérience. / We focus on an aspect of the history of special relativity theory that has not received much attention yet, namely the search for an experimental verification of the relativistic velocity dependency of inertia. Former historical studies on Kaufmann's 1906 and Bucherer's 1908 experiments are pursued. It is shown that verifying Lorentz-Einstein's formula is still a challenge after 1911. We concentrate here on Charles-Eugène Guye's works with students Simon Ratnowsky (1907-1910) and Charles Lavanchy (1913-1915). The second experiment is shown to be considered as the most precise verification of Lorentz-Einstein's formula by a large number of 1920s physicists. The replication method is used to probe Guye and Lavanchy's experiment. They are able to solve every then known difficulty in successfully performing such an experiment, through a great mastership of the crucial issue of cathode ray emission, together with a specific investigation method.