Durant les premières années de leur vie, les enfants apprennent rapidement à traiter la parole à partir d’un signal acoustique continue, et très vite, ils sont capables de comprendre et de produire les sons, les mots et la structure de leur langue maternelle. Les enfants qui grandissent dans un environnement bilingue rencontrent un défi supplémentaire : ils doivent simultanément découvrir et séparer les deux langues en deux systèmes individuels, avec des unités sonores, des vocabulaires et des grammaires indépendants, sans savoir a priori combien de langues sont parlées dans leur environnement. Malgré cela, l’acquisition du langage chez les jeunes bilingues suit, dans une large mesure, une chronologie similaire à celle des enfants monolingues. Comprendre comment les enfants arrivent à découvrir la présence de deux langues dans ce qu’ils entendent, et dans quelle mesure ils arrivent à les séparer, sont des questions cruciales pour le domaine de la recherche en bilinguisme chez les enfants. Dans cette thèse, nous nous concentrons sur ces deux questions en explorant comment les propriétés perceptuelles et environnementales de ce qu’ils entendent peuvent aider ou ralentir la découverte et le développement lexical des deux langages, et si les représentations phonologiques formées par les jeunes bilingues sont spécifiques à chaque langue. Nous adoptons une approche pluridisciplinaire, en utilisant à la fois des techniques empiriques et computationnelles, qui permettent d’apporter différents éclaircissements sur la tâche de la séparation des langues à un jeune âge. Dans la première partie de cette thèse, nous nous intéressons au problème de la découverte de deux langues dans l'input d'un point de vue acoustique. Basés sur des recherches existantes concernant les capacités de discrimination des langues chez les nouveau-nés et les enfants, et inspirés par de précédents travaux de modélisation, nous cherchons à décrire d'un point de vue computationnel la perception de la parole dans plusieurs langues chez l'enfant. En empruntant un système de l'état de l'art dans les technologies de la parole, nous avons mené une série d'expériences qui peuvent servir à comprendre quel type de représentations les jeunes enfants créent quand ils entendent des langues différentes, et comment différents facteurs peuvent influencer leur perception de la distance entre les langues. Dans la deuxième partie, nous étudions plusieurs aspects environnementaux de l'exposition à deux langues. Des recherches précédentes sur les propriétés quantitatives et qualitatives de l'input bilingue a montré des influences fortes de la quantité relative de l'exposition à chaque langue sur le développement lexical de l'enfant, mais des résultats divergents ont été rapportés quant à l'influence de la séparation des deux langues dans leur environnement. Nous avons utilisé une méthode de journal que les parents tenaient chez eux afin d'étudier la co-existence de deux langues dans ce qu'entendent les jeunes bilingues, et d'explorer comment cela, ainsi que d'autres facteurs environnementaux, peuvent influencer l'acquisition du vocabulaire. Dans la dernière partie de cette thèse, nous examinons la perception de règles phonologiques spécifiques à chaque langue chez les enfants à l'âge de la maternelle. Contrairement à d'autres propriétés des systèmes phonologiques chez les jeunes bilingues, leur acquisition et séparation de différentes règles phonologiques ont été très peu explorées, et les seules données antérieures proviennent d'études sur la production. Nous avons mené une expérience comportementale en utilisant un jeu vidéo, afin de mesurer la perception inter-langue de l'assimilation phonologique chez les bilingues français-anglais. Dans son ensemble, cette thèse contribue en apportant de nouveaux éclaircissements sur la question de la séparation et l'acquisition des langues dans le bilinguisme précoce, avec de nombreuses perspectives pour des recherches futures sur le sujet.