Le Plateau des Guyanes a été géologiquement stable au cours de l'ère Cénozoïque, exempt de l'influence de l'orogénèse des Andes et de la mise en place du bassin de l'Amazone. Cette région est-elle biogéographiquement homogène au sein de l'Amazonie ? Quelles sont les modalités spatio-temporelles de diversification au sein de cette région ? Afin de répondre à ces questions, j'ai exploré sa biorégionalisation sur la base de la distribution des amphibiens anoures. Cette approche a permis de définir trois biorégions dans l'est du Plateau des Guyanes, et de révéler une forte sous-estimation de l'endémisme. Ensuite, j'ai étudié les patrons de diversification au sein du genre endémique Anomaloglossus. Ce volet a permis de dévoiler l'existence de spéciation cryptique au sein du genre, avec un patron biogéographique composé de quatre zones de diversification au sein du Plateau des Guyanes et une origine du genre dans les tepuis. / The Guiana Shield has been geologically stable during the Cenozoic era, exempt of the influence of the uplift of the Andes and the setting up of the Amazon basin. Is this region biogeographically homogeneous within Amazonia? What are the spatio-temporal diversification modalities within this region? To answer these questions, I explored bioregionalisation within Amazonia and the Guiana Shield based on the dis- tribution of anuran amphibians. This approach enabled to define three bioregions in the eastern Guiana Shield and to reveal a high underestimation of endemism. Then, I studied the diversification patterns within the endemic frog genus Anomaloglossus. This part en- abled to reveal cryptic speciation within the genus, and a biogeographic pattern composed of four areas of diversification in the Guiana Shield, with an origin of the genus in the western highlands (tepuis).