La thèse porte sur la caractérisation des réservoirs non conventionnels. Elle cherche à intégrer paramètres sédimentologiques, diagénétiques et structuraux dans un réservoir gréseux "tight" pour prédire ses propriétés hydrauliques. Elle concerne la formation des "Quartzites de Hamra", un des réservoirs pétroliers les plus prolifiques des bassins paléozoïques algériens. Cette formation s’est déposée à l’Arenig dans un environnement marin peu profond. Elle a connu au cours de l’enfouissement une diagenèse siliceuse qui a modifié ses propriétés mécaniques et sa porosité. Les fractures, présentes à toutes les échelles, pallient aux faibles caractéristiques matricielles, et leur géométrie est peu précise. La thèse s’est focalisée sur deux cas de terrain, situés sur la zone de suture panafricaine et un champ à gaz localisé dans la partie centrale du bassin de l’Ahnet. L’étude pluridisciplinaire combine plusieurs approches allant de la télédétection aux analyses de laboratoire. Les résultats montrent que les «Quartzites» se sont déposés dans une rampe sableuse, soumise à une forte hydrodynamique tidale. Le système fracturé est en grande partie influencé par la présence des failles. La diagenèse siliceuse a été favorisée par la maturité minéralogique des faciès et leur richesse en quartz monocristallin. La principale source de silice est interne, et liée à la pression-dissolution. A cette histoire de la diagenèse succède une histoire complexe de la déformation, pendant laquelle on assiste à la création de veines en crack-seal, puis à des circulations hydrothermales, d’une précipitation dominée par les hydroxydes de fer et les phosphates. / This PHD subject is related to the "Characterization of nonconventional reservoirs". It’s purpose is to understand the interactions between sedimentary facies, fracturation and digenesis in a tight gas reservoir, in order to predict its hydraulic properties. This approach was applied to the "Quarzites de Hamra" formation, which is one of the most prolific reservoirs in the Algerian Paleozoic basins. This formation was deposited during Arenig time, in a shallow marine setting, and underwent during its burial history an important quartz cementation which modified its mechanical properties and porosity. Natural fractures are present at all levels and mitigate low matrix porosities, but their geometric attributes still poorly understood and difficult to predict. The thesis was focused on two field cases, located on the Panafrican suture zone, and a tight gas field located in the central part of Ahnet basin. The multi-disciplinary approach we used integrates satellite imagery, field and well data, and laboratory techniques. The results obtained show that the "Quarzites de Hamra" formation was deposited in a tidal clastic ramp. The fracture system is mainly controlled by the presence of faults. The quartz cementation was favored by the mineralogical maturity of the facies and their high mococristalline quartz content. The source of silica is internal, and related to pressure-solution phenomena. The digenetic history is succeeded by a complex history of deformation, during which a system of veins with crack-seal texture was created, followed by hydrothermal circulations resulting mainly in precipitation of phosphates and iron hydroxides.