L’imagerie musicale involontaire (IMIN) est un phénomène mental extrêmement commun. Il peut être défini en tant que type d’imagerie mentale musicale qui devient consciente sans effort ou intentionnalité et qui n’est pas pathologique. La forme la plus connue d’IMIN est le « ver d’oreille », qui se présente généralement comme un court extrait musical tournant en boucle en tête et dont on se débarrasse difficilement. L’objectif principal de la présente thèse est d’investiguer les mécanismes cognitifs sous-tendant le phénomène puisque, malgré l’intérêt répandu dans les médias populaires, son étude expérimentale est récente et un modèle intégré n’a pas encore été proposé. Dans la première étude, l’induction expérimentale a été tentée et les caractéristiques des images mentales d’épisodes d’IMIN ont été investiguées. Dans le laboratoire, des chansons accrocheuses (versus des proverbes) ont été présentées répétitivement aux participants qui devaient ensuite les chanter le plus fidèlement possible. Ils ont par après quitté le laboratoire, une enregistreuse numérique en mains, avec la consigne d’enregistrer une reproduction vocale la plus fidèle possible de ce qu’ils avaient en tête lors de tous leurs épisodes d’IMIN sur une période de quatre jours, ainsi que de décrire leur timbre. L’expérience a été répétée deux semaines plus tard. Douze des dix-huit participants du groupe expérimental ont rapporté des pièces induites comme épisodes d’IMIN, ce qui confirme l’efficacité de la procédure d’induction. La tonalité et le tempo des productions ont ensuite été analysés et comparés à ceux des pièces originales. Similairement pour les épisodes d’IMIN induits et les autres, les tempi produits et, dans une moindre mesure pour les non-musiciens, les tonalités étaient proches des originaux. Le timbre décrit était généralement une version simplifiée de l’original (un instrument et/ou une voix). Trois études se sont ensuite intéressées au lien entre le potentiel d’IMIN et la mémorabilité. Dans une étude préliminaire, 150 chansons du palmarès francophone radiophonique ont été évaluées en ligne par 164 participants, sur leur niveau de familiarité, d’appréciation et de potentiel d’IMIN. Les pièces ont ensuite été divisées en groupes de stimuli à faible et à fort potentiel d’IMIN, qui ont été utilisés dans une tâche typique de rappel libre/reconnaissance, premièrement avec des francophones (pour qui les pièces étaient familières) et ensuite avec des non-francophones (pour qui les pièces étaient non-familières). Globalement, les pièces à fort potentiel d’IMIN étaient mieux rappelées et reconnues que les pièces à faible potentiel. Une dernière étude a investigué l’impact de la variabilité inter-stimulus du timbre sur les résultats précédents, en demandant à une chanteuse d’enregistrer les lignes vocales des pièces et en répétant l’expérience avec ces nouveaux stimuli. La différence précédemment observée entre les stimuli à fort et à faible potentiel d’IMIN dans la tâche de reconnaissance a ainsi disparu, ce qui suggère que le timbre est une caractéristique importante pour le potentiel d’IMIN. En guise de conclusion, nous suggérons que les phénomènes mentaux et les mécanismes cognitifs jouant un rôle dans les autres types de souvenirs involontaires peuvent aussi s’appliquer à l’IMIN. Dépendamment du contexte, la récupération mnésique des pièces peut résulter de la répétition en mémoire à court terme, de l’amorçage à court et long terme ou de l’indiçage provenant de stimuli dans l’environnement ou les pensées. Une des plus importantes différences observables entre l’IMIN et les autres souvenirs involontaires est la répétition. Nous proposons que la nature même de la musique, qui est définie par la répétition à un niveau micro- et macro-structurel en est responsable. / Involuntary Musical Imagery (INMI) is a widely prevalent musical phenomenon. It can be defined as a type of musical mental imagery that becomes accessible to consciousness without any effort or intent and that is not pathological. The best known form of INMI is the “earworm”, which usually presents as a short excerpt of music running repetitively through one’s mind and which is difficult to get rid of. The goal of the present thesis is to build a better understanding of the cognitive mechanisms at play, because, although the phenomenon is discussed abundantly in the popular literature and media, the scientific inquiries are recent and an integrated model has yet to be proposed. In the first study, experimental induction was attempted and the characteristics of INMI episodes’ mental images were assessed. In the laboratory, catchy songs (versus proverbs) were presented repeatedly to participants who had to sing them back (or reproduce the proverbs’ prosody) as accurately as possible. Participants then left for four days with a recording device, singing their INMI episodes as similarly as possible to their mental imagery and describing their timbre. The experiment was repeated two weeks later. Twelve out of the eighteen participants in the experimental group reported INMI episodes of the induced songs, which confirms the effectiveness of the induction procedure. The sung productions were then analyzed for key and tempo and were compared to the original versions. Produced tempi and, to a smaller extent in the case of non-musicians, keys were close to the originals, for both the induced and other INMI episodes. Described timbre was generally a simplified version of the original (one instrument and/or voice). Three studies then addressed the link between INMI potential and memorability. In a preliminary study, 150 francophone hit songs were evaluated online by 164 participants, as to their familiarity, liking and INMI potential. They were then divided into high and low INMI potential song groups and were used as stimuli in a typical free recall/recognition task, first with Francophones (for whom the songs were familiar) and then with non-Francophones (for whom the songs were unfamiliar). Globally, high INMI potential songs were better recalled and recognized than low INMI potential songs. A final study investigated the impact on the previous results of the timbre variability between songs, by asking a single female singer to make vocal recordings of the stimuli and repeating the experiment. The previously observed difference between high and low INMI potential songs on the recognition task disappeared, suggesting that timbre plays an important role in INMI potential. In conclusion, we suggest that mental phenomena and cognitive mechanisms applying to other involuntary thoughts and memories can also apply to INMI. Depending on the context, memory retrieval of the songs can happen as the result of short-term memory rehearsal, short and long-term priming or cuing from stimuli in the environment or thoughts. The biggest difference between INMI and other types of involuntary memories is repetition. We suggest that the nature of music, which is defined by repetition at a micro- and macro-structural level, explains this discrepancy.