L’objectif de cette thèse est d’étudier l’apprentissage tardif de nouvelles catégories vocaliques, en particulier l’influence de la langue première sur les processus d’acquisition tels qu’ils sont décrits dans les modèles du traitement des phonèmes non natifs. Dans cette étude, deux approches expérimentales ont été adoptées. En premier lieu, les techniques comportementales et électrophysiologiques ont permis d’examiner la perception de contrastes de l’anglais-américain chez des francophones natifs, aux niveaux acoustique, phonologique et lexical, en fonction de l’expérience linguistique. En second lieu, des analyses acoustiques ont été menées sur la perception et la production des voyelles du français et de l’anglais chez des Californiens durant une année d’immersion linguistique en France pour comprendre a) comment ces deux processus évoluent et sont liés aux premiers stades de l’apprentissage en L2 et b) l’influence de la L1 sur la production de mots homophoniques entre les deux langues. Les résultats montrent que la formation tardive de nouvelles catégories vocaliques est possible et que cette distinction est maintenue au niveau lexical. L’expérience linguistique participe à ce changement perceptif mais ne garanti pas un traitement cognitif aussi automatique que pour les auditeurs natifs de la langue. Dans la partie phonétique, les résultats montrent que les distinctions phonétiques peuvent être perçues et produites en fonction des patrons d’assimilation décrits dans les modèles en acquisition et du recouvrement phonologique sur les items lexicaux. Enfin, les distinctions réalisées en perception précèderaient leur réalisation articulatoire comme le postule Flege (1995). / This thesis investigates the formation of L2 vowel category in late learners, regarding particularly the influence of the first language on the acquisition process as described in the theoretical predictions of models of L2 speech sound processing. In this study, two different experimental approaches were conducted. At first, we examined, with electrophysiological and behavioral techniques, the perception of American-English contrasts by French late learners of English at the acoustical, phonological and lexical level as a function of linguistic experience. Second, fine grained acoustical analysis have been run on the perception and production of French vowels by American English late learners with a specific dialect: that from California, in order to a) understand how both processes evolve and are linked during the first stages of learning an L2 in immersion and b) examine the effect of the L1 on the production of L2 speech sounds due to possible lexical competition with homophonic words in French and English. The results show that new L2 vowel categories can be learned and the differences maintained at the lexical level even in late learners. Linguistic experience enables perceptive changes but does not guarantee a cognitive processing as automatic as for native speakers. In the phonetic part of the study, the results show that phonetic differences can be perceived and produced as a function of the pattern of assimilation described in models of L2 acquisition and phonological overlap between French and English words. Finally, it seems that the evolution of perception skills precede production one’s in line with SLM predictions (Flege, 1995).