Cette thèse concerne certaines pathologies de la cognition, vues du point de vue des outils mathématiques. Les pathologies en question sont liées à ce qu'on appelle la mémoire sémantique des patients, et les problèmes associés sont en général centrés autour d'une forme de dégradation de cette fonction cognitive critique. L'un des rares outils disponibles pour le diagnostique de ces maladies consiste en soumettre le patient à de très spécifiques tests psychologiques, mais il y a plusieurs limitations associées. L'un des focus de la thèse est la proposition d'un nouveau test avec le but de permettre une meilleure discrimination des patients et de leur degré d'évolution, ainsi que d'aider à une meilleure compréhension de ces pathologies. La thèse explore aussi d'autres outils en provenance de domaines tels que le traitement du langage, ou de l'apprentissage statistique, avec l'objectif global à long terme de contribuer à comprendre les problèmes de la cognition et les chemins possibles à suivre pour l'amélioration de leurs traitements cliniques.