Les troubles à symptomatologie somatique [TSS] regroupent un large spectre de symptômes ou plaintes physiques qui présentent la particularité de ne pas être imputables à une dysfonction ou une lésion organique. Les TSS sont à l'origine d'une souffrance marquée ou d'un retentissement fonctionnel significatif. Ces troubles sont généralement considérés comme des pathologies idiopathiques de causalité multifactorielle bio-psycho-sociale. Certains modèles défendent la piste du dérèglement de l'un des systèmes neurobiologiques du stress, le système nerveux autonome, en lien avec des facteurs psycho-sociaux, à la suite de plusieurs travaux suggérant une dysautonomie (i.e., anomalies fonctionnelles autonomiques) dans ces troubles. Dans cette perspective, le premier objectif de cette thèse a consisté à caractériser l'état autonomique fonctionnel de deux formes différentes de TSS : le syndrome de l'intestin irritable et les crises non épileptiques psychogènes, ceci en lien avec la vulnérabilité cognitivo-émotionnelle. Après une première étude visant à valider les effets de répétition d'une tâche de charge mentale (étude 1), nous avons réalisé deux études qui nous ont permis de mettre en évidence d'une part l'existence d'une dysautonomie dans les TSS (étude 2) et d'autre part l'existence d'une détresse psychologique significative dans ces troubles (étude 3). La dysautonomie était tout particulièrement visible en réactivité à une tâche de charge mentale soulignant la nécessité d'une évaluation de la flexibilité autonomique. Nos résultats nous ont par ailleurs permis de valider l'intérêt de rechercher des endophénotypes autonomiques (i.e., profils autonomiques individuels) pour mieux caractériser les dysfonctionnements toniques, au repos, du système nerveux autonome dans le TSS. Nous avons ainsi pu identifier des profils autonomiques « atypiques » chez les patients offrant des perspectives de sous-classification des troubles afin de compléter les systèmes de classification standards. Ces premiers résultats encourageants devront être confirmés par une caractérisation plus systématique de la dysautonomie dans les différentes formes de TSS.La seconde partie de cette thèse a consisté à évaluer l'efficacité des techniques de biofeedback de variabilité de fréquence cardiaque [VFC-BFB] ciblant le système nerveux autonome afin de réduire la dysautonomie et les déficits émotionnels associés. Ces techniques nous ont semblé particulièrement prometteuses car celles-ci peuvent s'inscrire dans les principes généraux de l'approche biopsychosociale de la prise en charge. Dans un premier temps, nous avons cherché à valider expérimentalement l'efficacité clinique et physiologique de cette technique non médicamenteuse en population générale (étude 4) dans une approche basée sur la preuve scientifique. Nos résultats nous ont permis de valider l'efficacité clinique de cette méthode comparée à une technique placebo. Nous avons donc appliqué le protocole auprès de nos populations cliniques afin d'étudier ses effets psychophysiologiques (étude 5). Un résultat majeur a été la réplication des effets cliniques du VFC-BFB observés en population générale chez les patients TSS. Le VFC-BFB semble donc constituer un outil thérapeutique d'intérêt dans ces troubles, en particulier dans la prise en charge des comorbidités psychiatriques. Nos travaux apportent également des éléments de discussion sur les mécanismes d'action physiologiques sous-tendant l'efficacité de cette technique et proposent des pistes de réflexion pour une approche plus individualisée de ces méthodes. Les résultats de cette seconde partie de thèse devront être répliqués, mais sont prometteurs. Ces derniers valident scientifiquement une intervention non médicamenteuse ce qui répond à la principale limite rapportée dans la littérature et offrent de nouvelles perspectives de prises en charge complémentaires dans les TSS.