La reconstitution de l'histoire thermique d'un bassin sédimentaire est fonction de son histoire d'enfouissement. Le propos de cette thèse fut de corréler les informations fournies par la stratigraphie séquentielle avec celles fournies par la cinétique de transformation de la matière organique. Le modèle TherMO'S a été conçu afin de déterminer les paléo enfouissements, paléo porosités, paléo conductivités thermiques, paléo gradients thermiques, paléo Tmax. Un flux de chaleur, supposé constant, à l'échelle du sondage est imposé par l'utilisateur puis ajusté grâce aux Tmax provenant de la pyrolyse Rock-Eval. TherMO'S a été testé pour vingt des puits d'un transect W-E reliant Rambouillet à St Loup dans le bassin de Paris. Cette étude se place à l'échelle séquentielle. Nous avons ainsi obtenu une base de données thermiques pour le bassin de Paris. Les simulations ont permis de mettre en évidence une décroissance latérale du flux de chaleur depuis Rambouillet jusqu'à Trou Aux Loups. Parallèlement les paléogradients thermiques diminuent au cours du temps pour chaque sondage. Les résultats de thermicité mettent en avant les conséquences de la subsidence thermique sur l'évolution des propriétés thermiques associées à l'histoire d'enfouissement de chaque horizon. Les simulations ont permis de distinguer trois évènements thermiques au cours du Pliensbachien, Dogger-Malm et fin Crétacé inférieur - début Crétacé supérieur.