Citation: 8C_732/2009 18.08.2010 E. A

A.a En raison d'une cure de hernie discale en C5-C6 pratiquée en juillet 1993, S.________, né en 1959, a été mis au bénéfice d'une rente entière d'invalidité du 1er mai 1994 au 30 avril 1995 ainsi qu'une demi-rente pour le mois de mai 1995 (décisions des 14 décembre 1995 et 20 novembre 1996 de l'Office de l'assurance-invalidité pour le canton de Vaud [ci-après : l'office AI]). A.b En août 1998, S.________ a présenté une nouvelle demande de prestations qui a été rejetée par l'office AI (décision du 15 septembre 2000). L'assuré a recouru devant le Tribunal des assurances du canton de Vaud (jugement du 23 mai 2001), puis devant le Tribunal fédéral des assurances, qui a admis son recours et renvoyé la cause à l'office AI pour instruction complémentaire et nouvelle décision (arrêt du 9 juillet 2002; cause I 483/01). A la suite de cet arrêt, le Service médical régional AI (SMR) a confié une expertise à la Clinique X.________. Sur la base de ce rapport (du 27 janvier 2003) et après avoir requis l'avis du docteur P.________, du SMR, l'office AI a retenu que l'assuré présentait une capacité de travail entière dans une activité adaptée à ses limitations fonctionnelles. Il a fixé le degré d'invalidité de S.________ à 9,5 %, taux qui ne donnait pas droit à une rente (décision du 30 avril 2003, confirmée sur opposition le 10 septembre 2004). Le recours formé par le prénommé contre cette décision sur opposition a tour à tour été rejeté par le Tribunal des assurances du canton de Vaud (jugement du 18 juillet 2005) et par le Tribunal fédéral des assurances (arrêt du 21 novembre 2006; cause I 833/05). A.c Le 2 février 2007, S.________ a déposé une troisième demande de prestations. A l'appui de sa requête, il a produit les rapports médicaux des professeurs R.________ et M.________ ainsi que du docteur D.________, établis respectivement les 10 juin 2005, 11 octobre 2005 et 4 janvier 2006. L'office AI a soumis ces documents pour appréciation au SMR qui a estimé qu'ils n'apportaient aucune information nouvelle par rapport à la symptomatologie relevée dans le cadre de l'expertise de la Clinique X.________ (avis médicaux des 15 août 2007 et 18 juin 2008). Par décision du 4 septembre 2008, l'office AI a refusé d'entrer en matière sur la demande, motif pris que l'assuré n'avait pas réussi à rendre plausible une aggravation de son état de santé.