L'un des paradigmes classiques les plus utilisés actuellement dans les recherches en neurosciences sur la mémoire est celui du balayage mental de Sternberg (1966). Cependant, les nombreuses études ayant repris ce paradigme ont généré une variété déconcertante de résultats et de modèles pour rendre compte des processus en œuvre dans cette tâche. L'objectif principal de cette recherche est d'apporter un nouvel éclairage à la question des processus réellement mis en œuvre dans ce paradigme grâce à la confrontation de différentes approches. Pour répondre à ces questions, nous avons conduit quatre études successives sur un total de 313 participants. Dans un premier temps, notre recherche permet de répliquer les principaux résultats de Sternberg. Cependant, l'analyse des procédures individuelles suggère que les participants mettent en œuvre un éventail de stratégies cognitives beaucoup plus large que ce que la littérature semble suggérer. Cette diversité procédurale remet en cause le bien fondé d'un modèle moyen "à voie causale unique".