Cette thèse se propose de définir les temps caractéristiques des processus d’altération à l'échelle de profil d'altération (bassin versant de Rio Icacos à Porto Rico) et de transfert sédimentaire subséquent dans les plaines alluviales (bassins du Gange et du Brahmapoutre). Cette problématique est abordée par l’analyse des nucléides des séries de désintégration radioactives de l’uranium-238. L’étude du système d’altération sphéroïdale développée sur le site de Porto Rico a permis de développer une méthode numérique de type quasi-Newton afin de résoudre le système d'équations qui rend compte du comportement des nucléides et du taux de formation de la saprolite et des couronnes d’altération.Pour les bassins du Gange et du Brahmapoutre, les sédiments ont été collectés sur différents affluents et à son exutoire. La variation des déséquilibres 238U-234U-230Th dans les sédiments, différente pour les sédiments en suspension et les sédiments à grains grossiers d’amont en aval, semble être une caractéristique générale des rivières himalayennes coulant dans la plaine Indo-gangétique. Par ce travail de thèse, nous avons montré l’utilité d’inclure l’analyse du 226Ra à l’analyse des autres nucléides de la chaîne de décroissance radioactive de l’238U (l’238U -234U-230Th 230Th) pour déterminer un taux d’altération dans un système bien défini. Néanmoins, l’étude du système du Brahmapoutre montre que la méthode proposée demande à être affinée car le transfert sédimentaire est un processus plus complexe dû à la variabilité minéralogique, granulométrique et à la dynamique sédimentaire (locale) des échantillons récoltés. / This thesis proposes to define the time-scales of weathering processes on a spheroidal weathering profile, (Rio Icacos watershed, Puerto Rico ) and the transfer time of sediments within alluvial plains (Ganges and Brahmaputra basins). This issue is addressed through the analysis of the nuclides of the 238U decay chain. The study of a spheroidal weathering system developed on the site of Puerto Rico permit to develop a limited memory quasi-Newton algorithm in order to solve the system of equations that reflects the behavior of nuclides and the rate of formation of the saprolite and the rindlet zone. For the Ganges and Brahmaputra basins, sediments were collected from different tributaries and their outlets. The variation of 238U - 234U - 230Th disequilibria in the sediments, with different variation trends for suspended and coarse-grained sediments, is probably a general feature of all Himalayan rivers flowing across the Indo-Gangetic plain. For this work, we have shown the usefulness of including the analysis of 226Ra analysis of other nuclides in the chain of radioactive decay of 238U (238U - 234U - 230Th) to determine the weathering rate in a well-defined system. Nevertheless, the study of the Brahmaputra system shows that proposed method needs to be refined as the sediment transfer is a complex process due to the mineralogical variability, size and (local) dynamics of sediments samples collected.