De récents travaux ont amorcé l’exploration des formes sociales de l’expérience optimale (i.e. group flow et team flow). Toutefois, la connaissance que l’on a de ces processus et des manières de les identifier reste très limitée. Ce travail de thèse visait d’une part à définir le team flow et à en isoler les dimensions conceptuelles, et d’autre part, à élaborer une nouvelle méthode d’observation visant à détecter les différentes formes de flow grâce aux comportements des joueurs et à l’enregistrement des parties de jeu. Dans cette perspective, trois études ont été menés sur différents jeux coopératifs (League of Legends, Resident Evil 5…) et ont révélé : 1) que le team flow est un phénomène qualitativement différent de la forme individuelle du flow et présente donc des dimensions conceptuelles qui lui sont spécifiques ; 2) que l’interdépendance positive et les modèles mentaux partagés semblent jouer un rôle majeur dans l’émergence du team flow. L’interdépendance permet de lier les joueurs dans l’action et de les orienter dans une direction commune. Les modèles mentaux semblent permettre aux joueurs de construire un cadre d’organisation partagé qui favorise l’émergence d’une coopération efficace et fluide ; 3) que le flow, le team flow et le group flow sont des états mentaux qu’il semble possible de détecter en observant le comportement des joueurs et leurs actions dans le jeu. Considérées dans leur ensemble, ces études ont permis de mieux cerner le fonctionnement de l’expérience optimale de coopération, sa singularité face à la version individuelle du flow, ainsi que des pistes pour identifier ces états mentaux en temps réel. Après avoir discuté les principaux résultats de cette thèse, nous suggérons des perspectives de recherches et d’applications dépassant le cadre du jeu vidéo / Recent studies have explored social forms of the optimal experience (i.e. group flow and team flow). However, knowledge about these processes and ways to identify them, is very limited. Therefore, the present thesis aims, first, to define the team flow and its conceptual dimensions, and second, to create a new method to detect the different forms of flow through observation of players’ behavior and game replays. In this vein, three studies were carried out on different cooperative games (League of Legends, Resident Evil 5…) and revealed that: 1) team flow is a phenomenon qualitatively different from individual flow and therefore posseses unique conceptual dimensions; 2) positive interdependence and shared mental models seem to play a major role in the emergence of team flow. Positive interdependence links players in action and points them in a common direction. Mental models appear to allow players to build a shared organizational framework that promotes the emergence of an effective and smooth cooperation; 3) flow, team flow and group flow are mental states that seem to be possibly detectable by observing players’ behavior and their actions in the game. The joint outcomes of these studies help to define the optimum cooperative experience, its functioning, its specific characteristics compared to the individual version of flow, as well as ways to identify these mental states in real time. After discussing the main results of this thesis, we suggest research perspectives and applications beyond the scope of gaming.