A partir d'une interprétation musicologique de la notion scientifique de "modélisation et simulation'', cette thèse présente une approche d'analyse assistée par ordinateur où les partitions musicales sont reconstruites à partir de processus algorithmiques et simulées avec différents paramètres à partir desquels des variantes, appelés instances, sont générés. L'étude d'une pièce musicale par modélisation et simulation signifie comprendre l'oeuvre en la (re) composant de nouveau, en brouillant les limites entre le travail analytique et créatif. Cette approche est appliquée à trois études de cas: 1. une technique isolée, la "multiplication d'accords'', utilisé par Pierre Boulez (1925- 2016), qui a été explorée à travers le prisme formé par les théories de H. Hanson, S. Heinemann et L. Koblyakov; 2. La pièce "Spectral Canon pour Conlon Nancarrow" (1974) du compositeur américain James Tenney (1934-2006) à laquelle la simulation computationnelle à partir de différents paramètres a été prise à ses conséquences ultimes quand un "espace d'instances" est explorée a partir de stratégies de visualisation graphique; 3. Et enfin "Désordre" (1985), le première étude pour piano de l'austro-hongrois György Ligeti (1923-2006) dans laquelle les concepts de "tonalité combinatoire" et "décomposition en nombres premiers'', appliqué aux durées, ont été utilisés pour maximiser le potentiel de production d'instances. / From a musicological interpretation of the scientific notion of “modeling and simulation”, this thesis presents an approach for computer-aided analysis where musical scores are reconstructed from algorithmic processes and then simulated with different sets of parameters from which neighbouring variants, called instances, are generated. Studying a musical piece by modelling and simulation means to understand the work by (re)composing it again, blurring boundaries between analytical and creative work. This approach is applied to three case studies: an isolated technique, Pierre Boulez Chord Multiplication, which is explored through the prism formed by the theories of H. Hanson, S. Heinemann and L. Koblyakov; the piece Spectral Canon for Conlon Nancarrow (1974) by the american James Tenney (1934-2006) to which the computational simulation from different sets of parameters was taken to its ultimate consequences when a “space of instances” is created and strategies of visualisation and exploration are devised; and finally “Disorder”, the first piano study written by austro-hungarian György Ligeti in which the concepts of “combinatorial tonality” and “decomposition prime numbers”, applied to durations, are used to maximize the potential that a model has to produce different variations of the original piece.