Ce mémoire présente des travaux de recherche portant sur les déformations hygromécaniques en régime transitoire d'une feuille de papier multicouche. Un modèle semi-analytique permettant de prédire ces déformations a été développé. Ce modèle utilise la théorie de la diffusion de l'humidité en régime transitoire à travers une plaque multicouche combinée à la théorie classique des stratifiés modifiée pour tenir compte des non linéarités géométriques. Les résultats du modèle pour une feuille de papier multicouche et pour deux types de carton ont été comparés aux résultats d'un modèle d'éléments finis. Le modèle semi-analytique développé a permis d'obtenir des résultats similaires aux résultats du modèle d'éléments finis, tout en minimisant le temps de calcul requis. Une étude expérimentale a ensuite été menée afin de valider les prédictions du modèle. Différentes couches de papier ont été utilisées pour concevoir des assemblages multicouches. Toutes les propriétés des couches individuelles et des assemblages requises par le modèle ont été évaluées. Enfin, les assemblages conçus ont été esposés à différents cycles d'humidité afin d'étudier leurs déformations hygromécaniques. Un système de mesure des déplacements en 3D a été utilisé pour mesurer les courbures des assemblages en fonction du temps. Les résultats des essais expérimentaux montrent une assez bonne concordance avec les prédictions du modèle semi-analytique, mais le temps requis pour atteindre l'équilibre est beaucoup plus long que prévu.