Dans la présente recherche, l’influence humaine et climatique des 1500 dernières années sur quatre lacs de Nouvelle-Angleterre (États-Unis) a été reconstituée par l’analyse des diatomées fossiles provenant des sédiments. Différentes méthodes ont été testées pour inférer certaines variables environnementales à l’aide des diatomées. Les méthodes des moyennes pondérées et de la probabilité maximale se sont avérées les plus appropriées pour la reconstitution des variables du gradient principal, tandis que les réseaux neuronaux artificiels et la probabilité maximale sont préférables pour les variables du gradient secondaire. Différentes transformations des données sont appropriées pour chacune des méthodes. Les diatomées fossiles des lacs ont enregistré un patron régional propre à la déforestation suite à la colonisation par les Européens. Malgré le rétablissement des forêts autour des sites depuis 1900 AD, trois lacs montrent à l’état actuel des conditions qui ne correspondent pas à celles de la période avant-perturbation. Ceci est dû aux caractéristiques locales des sites, tels que l’évolution naturelle des lacs, les perturbations naturelles (ouragans), ainsi que le développement des marais. Pour rétablir l’état « naturel » théorique envisagé dans la restauration, il est donc important de tenir compte de l’évolution naturelle des lacs. Au lac Walden Pond (Massachusetts), un enrichissement accéléré en nutriments a été inféré suite à l’usage récréatif intensif depuis env. 1950 AD. Depuis 1975 AD, le taux d’eutrophisation a diminué grâce aux mesures de gestion. L’état naturel du lac reconstitué par notre étude représente un bon guide pour les futurs mesures de gestion. Au lac Levi Pond (Vermont), une tendance accrue à l’humidité pendant les dernières 2000 années, qui correspond au refroidissement global du Néoglaciaire, a été inférée par les diatomées. Les diatomées sont donc d’une utilité potentielle pour les études paléohydrologiques dans les régions tempérées. L’analyse mensuelle de la flore diatomifère dans Bates Pond (Connecticut), a indiqué que les assemblages sont liés à la stratification, ce qui a permis d’identifier une période de mélange prolongée dans le passé à partir des assemblages fossiles. Le maximum de productivité diatomifère en automne indique que c’est la saison privilégiée pour l’échantillonnage d’eau en vue du développement des modèles d’inférence. Cette thèse apporte des nouvelles connaissances sur l’évolution et l'écologie des lacs en Nouvelle-Angleterre, et sur deux aspects méthodologiques pertinents pour la discipline de la paléolimnologie. / The human and climatic impact on four New England lakes was reconstructed by analysis of fossil diatoms preserved in lake-bottom sediments. Different diatom-based methods for the reconstruction of environmental variables (pH, total phosphorus, alkalinity) were tested. Weighted averaging and Gaussian logit regression were the most appropriate methods for the reconstruction of variables representing the principal gradient, whereas artificial neural networks and Gaussian logit regression performed better for secondary gradient variables. It was shown that different data transformations may be useful for different reconstructions. Fossil diatom assemblages of the sites recorded a regional pattern of deforestation and agricultural activity following European settlement. Despite the re-establishment of forests in the lake watersheds since 1900 AD, three lakes did not return to pre-disturbance conditions. This is due to local site characteristics, such as natural lake evolution, local natural disturbance patterns (hurricanes), and peatland development. It is therefore important to consider the natural dynamics of lakes when establishing the theoretical « natural » state for restoration purposes. At Walden Pond, Massachusetts, an accelerated nutrient enrichment was inferred from 1950 AD onwards, related to intensive recreational use of the lake. Since 1975 AD, the rate of eutrophication has diminished after management measures were implemented. The natural state of the lake reconstructed by this study represents a useful benchmark for future management decisions. In Levi Pond, a trend of increasing humidity during the past ca. 2000 years has been inferred by diatoms, corresponding to the period of Neoglacial cooling. This result indicates that diatoms may be a useful tool for future paleohydrological studies in temperate regions. The seasonal study of diatoms in Bates Pond, Connecticut, indicated that diatom assemblages are strongly influenced by stratification, which helped to identify a period of prolonged full-circulation in the past based on the fossil assemblages of the same lake. The maximum diatom productivity in autumn indicated that this is the most appropriate season for taking water samples for diatom inference model development. This thesis has provided new knowledge of the evolution of New England lakes before and after European settlement and on two pertinent methodological aspects of paleolimnologic study.