Les principaux gisements d’uranium connus du Niger (Arlit, Akouta et Imouraren) sont tous localisés dans le bassin de Tim Mersoï, à l’Est de la faille d’Arlit. Les gisements d’Arlit et d’Akouta sont encaissés dans des formations Carbonifères et présentent une minéralisation à uranium essentiellement réduite, alors que le gisement d’Imouraren est contenu dans une formation d’âge Jurassique sous forme de minéralisation uranifère majoritairement oxydée avec quelques poches de minéralisation réduite. La découverte de nouvelles concentrations d’uranium à l’Ouest de la faille d’Arlit et les différences entre les gisements dans le Carbonifère et le Jurassique, ont encouragé une réévaluation des modèles métallogéniques antérieurs. L’objectif est de déterminer si les différentes minéralisations uranifères ont été formées durant un même évènement diagénétique/hydrothermal en lien avec un épisode géotectonique majeur, ou si celles-ci sont polyphasées dans le temps, afin de proposer un modèle métallogénique global. Une approche multi-technique regroupant une étude détaillée de la diagenèse, des fluides, de la minéralisation, de la géochronologie et de la géothermométrie, a été appliquée afin de retracer l’histoire d’enfouissement du bassin et d’appréhender les conditions de dépôt de l’uranium. Deux phases principales de minéralisation uranifère se distinguent: (i) un épisode diagénétique/hydrothermal principal entre 100 et 135 Ma au cours duquel les minéraux primaires d’uranium et de cuivre précipitent en milieu réduit dans des conditions proches de l’enfouissement maximal (P : 80-120 bars, T : 115-150 °C), en relation avec les périodes de rift atlantique au Crétacé. (ii) une série de remaniement des minéraux primaires en milieu oxydant pour former des minéraux secondaires d’uranium, de vanadium et de cuivre en conditions supergènes liée à l’exhumation des séries depuis 50 Ma, lors des grandes phases d’oxydation connues en Afrique de l’Ouest. / The main U-deposits of Niger (Arlit, Akouta, and Imouraren) are all located in the Tim Mersoï Basin, east of the Arlit Fault. The deposits of Arlit and Akouta are hosted in Carboniferous formations and have a substantially reduced uranium mineralization, while the Imouraren deposit is contained in a Jurassic formation in the form of predominantly oxidized uranium mineralization with some pockets of reduced mineralization. New ore bodies discoveries west of the Arlit Fault in the regions of Arlit and Akouta and the differences between the U-deposits in the Carboniferous and Jurassic, have encouraged a reevaluation of the previous metallogenic models. The objective is to determine whether the uranium mineralizations of Tim Mersoï Basin were formed during the same diagenetic/hydrothermal event in relation with a major geotectonic event, or if they are polyphase over time, in order to propose a general metallogenic model. A multi-technique approach involving a detailed study of diagenesis, fluid circulations, mineralization, geochronology and geothermometry was applied to trace the burial history of the basin and constrain the P-T conditions of uranium deposition. Two main phases of uranium mineralization are distinguished: (i) A diagenetic/hydrothermal episode between 100 and 135 Ma in which primary uranium and copper minerals precipitate in reduced environment under conditions close to maximum burial (P : 80-120 bars, T : 115-150 °C), in relation with Atlantic rift periods during Cretaceous. (ii) A serie of remobilizations of primary uranium minerals in oxidizing environment to form secondary uranium, vanadium and copper minerals under supergene conditions related to uplift since 50 Ma, during the major events of oxidation in western Africa.