La plupart des modèles de la perception du temps postulent l'existence de deux mécanismes fondamentaux : un chronomètre et une mémoire des durées. La mémoire emmagasine des durées critiques afin de pouvoir relativiser et interpréter les informations provenant du chronomètre. Cette thèse vise une meilleure compréhension du contenu de la mémoire temporelle et des propriétés des représentations qui y sont stockées. Pour répondre à cet objectif, une série d'expériences psychophysiques ont été réalisées. Après une revue de la question et des enjeux théoriques au Chapitre 1 et une description de la stratégie expérimentale au Chapitre 2, le Chapitre 3 est un article scientifique qui renferme deux expériences. La stratégie expérimentale utilisée repose sur le fait que, lorsque comparés directement, les intervalles auditifs sont jugés comme étant plus longs que les intervalles visuels pour une même durée physique. La première expérience consiste en une tâche de bissection impliquant des intervalles auditifs et visuels. Les intervalles d'une même modalité sont groupés par bloc ou variés aléatoirement d'essai en essai. Dans la deuxième expérience, la tâche de bissection est modifiée afin de recueillir plus d'informations quantitatives. Ces expériences révèlent que la trace laissée par les intervalles reste active en mémoire pendant au moins 30 essais subséquents. Au Chapitre 4, un second article décrit une expérience où l'évolution du contenu mnésique est testée dans un contexte d'interférence et d'intermodalité. Une tâche de chronométrage parallèle est utilisée. Dans ce contexte, le chronométrage est plus précis en modalité auditive qu'en modalité visuelle et le traitement en mémoire amplifie cette différence. Ces résultats suggèrent une dissociation entre les mécanismes de chronométrage et de mémoire. Sur le plan empirique, ces travaux fournissent une première quantification de l'évolution des représentations du temps en mémoire. Ils mettent en évidence l'influence d'indices à court et à long terme sur les jugements temporels. Ils permettent aussi une dissociation des caractéristiques intermodales propres au stade de chronométrage et à la mémoire. Sur le plan méthodologique, deux nouvelles méthodes prometteuses sont proposées et testées afin de pallier les lacunes des tâches psychophysiques traditionnelles dans le cadre de l'étude de la mémoire temporelle.