Le thème de cette thèse est l'étude expérimentale de l'une des facettes de notre perception des sons, appelée rugosité psychoacoustique. La question des causes du percept est tout d'abord posée. La grandeur de la sensation de rugosité dépend d'un grand nombre de paramètres acoustiques. Les théories actuelles, qui peuvent être divisées en approches "spectrale" et "temporelle", s'opposent quant aux paramètres considérés pertinents. Ces approches sont confrontées au cours de deux expériences grâce à des manipulations de phase entre composans de sons synthétiques. Les résultats conduisent à rejeter l'approche spectrale et à proposer une révision de l'approche temporelle, fondée sur un modèle computationnel inspiré de mécanismes physiologiques. Le lien entre les sons élémentaires traditionnellement utilisés dans le laboratoire et la rugosité évoquée par des sons complexes est ensuite abordé, grâce à une troisième expérience portant sur la rugosité résultant de l'addition de sons élémentaires. Il apparaît que la rugosité de sons complexes ne peut pas simplement être estimée par la somme des rugosités des composants les constituant. Un mécanisme sensible à la cohérence entre enveloppes temporelles doit être prise en compte. Un modèle fonctionnel de l'effet est proposé. Enfin, la rugosité est étudiée dans un situation d'écoute musicale avec des sons instrumentaux. Une théorie proposée par Helmholtz relie les notions de consonance et dissonance dans la musique tonale occidentale à la rugosité des accords habituellement employés. Deux nouvelles expériences proposent une extension des théories de Helmholtz à un contexte musical non tonal. L'étude du percept de rugosité illustre la variété des mécanismes sensoriels et cognitifs qu'il convient de prendre en compte si l'on désire comprendre ce qui se passe entre l'instant où un son parvient à nos oreilles et le moment où nous pouvons "l'entendre".