Pour évaluer la température d’enfouissement subie par les roches sédimentaires, une large gamme de géothermomètres est disponible, basés sur les constituants organiques ou minéralogiques de ces roches. Comme pour toutes les techniques expérimentales, elles présentent des avantages et des inconvénients. Dans cette thèse, nous utilisons une approche magnétique pour estimer la température d’enfouissement. Dans une première partie, nous avons étudié l’assemblage magnétique de puits sélectionnés à travers le monde pour mieux caractériser le géothermomètre magnétique MagEval. Deux calibrations ont pu être établies. Pour décrire la relation entre la température maximale d’enfouissement subie par les roches et leur assemblage magnétique, nous avons réalisé des expériences de chauffe en laboratoire de 50 à 130°C sur des argilites non métamorphosées. Les chauffes expérimentales ont montré que des nanominéraux magnétiques sont continuellement produits avec la température. Dans une deuxième partie, nous avons étudié les propriétés magnétiques des roches sédimentaires dans deux sites géologiques analogues pétroliers : le bassin des Grès d’Annot dans le SE de la France (température d’enfouissement 60-250°C) et les chaînes plissées de la Valley & Ridge Province dans les Appalaches, Etats-Unis (température d’enfouissement _120-200°C). Ces études suggèrent une évolution des principaux minéraux magnétiques avec la température. Magnétite, nanogoethite et pyrrhotite sont principalement formées. Les différents résultats obtenus dans cette thèse nous ont permis de proposer une évolution des minéraux magnétiques en fonction de la maturité des roches et de la température. / To evaluate the burial temperature experienced by sedimentary rocks, a wide range of geothermometers is available, based on both organic and inorganic constituents of these rocks. Like all experimental techniques, they show limitations. In this thesis, we used a magnetic approach to estimate burial temperature. In a first part, we studied the magnetic assemblage of selected boreholes over the world to better characterize the magnetic geothermometer MagEval. Two calibrations were established. To assess the relationship between the peak burial temperature experienced by the rocks and their constitutive magnetic minerals, we conducted laboratory heating experiments from 50 to 130°C on unmetamorphosed claystones. The experimental heating showed that nano magnetic minerals are continuously produced with temperature. In a second part, we investigated rockmagnetic properties of sedimentary rocks from two geological plays of petroleum interest : the Grès d’Annot basin in SE France (burial temperature 60-250°C) and the fold-and-thrust belts of the Valley & Ridge Province in the Appalachians, USA (burial temperature _120-200°C). These studies suggested an evolution of the main magnetic minerals with temperature. Magnetite, nanogoethite and pyrrhotite are mainly formed. All the conducted analyses lead us to propose an evolution of the magnetic minerals as a function of the maturity of the rocks and temperature.