En dépit d’une littérature abondante étudiant les bases cérébrales de l’excitation sexuelle chez l’homme sans trouble, celle-ci reste plus restreinte dans l’étude de la pédophilie dont les corrélats cérébraux sont encore peu connus. La présente thèse se propose d’étudier, en IRMf, les activations cérébrales de 13 pédophiles hétérosexuels et 12 pédophiles homosexuels, appariés à 24 témoins sans trouble, en réponse à des photographies d’enfants en maillot de bain (fillettes/garçons) et d’adultes (femmes/hommes) dévêtus, les stimuli contrôlent représentant des adultes et enfants habillés normalement. Les résultats montrent que les activations cérébrales des pédophiles et témoins hétérosexuels et homosexuels, en réponse à leurs stimuli préférés ne diffèrent pas. Ces activations impliquent des régions occipitales, temporales et pariétales mises en évidence dans les corrélats cérébraux de l’excitation sexuelle chez les sujets sans trouble. En accord avec les résultats de la pléthysmographie pénienne, les analyses révèlent que les pédophiles homosexuels et hétérosexuels pourraient traiter les stimuli d’enfants du genre non préféré comme sexuellement pertinents. Ces résultats s’expliqueraient par le modèle bipolaire selon lequel l’excitation sexuelle pourrait varier selon une dimension bipolaire définie par la similitude physique, où femmes et hommes adultes se situent aux extrêmes et fillettes et garçons se situent au milieu. / In contrast to the numerous studies about the neural underpinnings of normal sexual motivation, brain correlates of pedophilia are still largely unknown. The present thesis aimed to identify functional networks involved in pedophile sexual arousal. Therefore, we investigated with fMRI the activation profile of 13 heterosexual and 12 homosexual pedophiles, compared to each other and to 24 matched healthy subjects, in response to visual sexual stimuli depicted adult (women/men) and child (girls/boy) wearing swimsuits, while neutral ones depicted ordinarily dressed adult and dressed children. Results showed that brain responses of heterosexual and homosexual pedophiles were not statistically different from those of matched healthy subjects, in response to their respective preferred stimuli. They were located in occipital, temporal and parietal brain areas known to be involved in sexual arousal in healthy subjects. In the line of penile plethysmographic studies, analysis also showed that homosexual and heterosexual pedophiles may process non preferred child stimuli as relevant sexual stimuli. This could be explained by a bipolar dimension of morphological similarity, on which children are located near the middle, and adult men and women are located at opposite ends.