Avec l'explosion des données numériques disponibles (notamment via Internet), la question de l'accès aux documents reçoit depuis quelques années une attention accrue. En effet, l'indexation des documents, traditionnellement fondée sur la description textuelle, atteint rapidement ses limites en particulier lorsque le contenu concerné est musical. <br /><br />Cette thèse focalise sur la recherche de documents musicaux par chantonnement. Nous présentons un système qui permet de retrouver une musique à partir d'un extrait chanté par l'utilisateur. Sa réalisation a nécessité deux études préalables qui ont comblé quelques lacunes d'un domaine de recherche encore jeune. Nous nous sommes intéressés, d'une part, à la "justesse" des mélodies chantonnées (par l'étude de 500 requêtes), et d'autre part, à certains aspects de la similarité mélodique (par la réalisation de tests subjectifs).<br /><br />Grâce à ces études, nous proposons un système de recherche original et performant. Refusant une description tempérée de la requête (i.e. comportant une quantification des notes au demi-ton), le système proposé retrouve plus de 90% des documents musicaux attendus, pour une taille de requête moyenne (13 notes). La base de données consultée est constituée de 20.000 fichiers MIDI (40 millions de notes indexées). Le temps d'attente est acceptable puisqu'il ne faut que quelques secondes au système pour fournir sa réponse (i.e. la liste des documents les plus similaires à la requête, ceux-ci étant classés par ordre de similarité).<br /><br />Cette thèse apporte également une aide dans le processus d'évaluation de la qualité de tels systèmes. En effet, nous proposons une modélisation de l'imprécision des mélodies chantonnées. Celle-ci permet la génération de requêtes artificielles qui peuvent être substituées aux requêtes réelles lors du test de systèmes. Cette alternative permet d'alléger le processus de test tout en conservant une stimulation réaliste.