L'objectif de la thèse concerne l'analyse du système matières organiques (carbone)-uranium-sulfure qui contrôle la formation du gisement d'uranium de type de roll-front au Zoovch Ovoo (Mongolie). La formation Cénomanienne du Sainshand est constituée de sédiments continentaux silicoclastiques déposés dans des milieux fluvio-lacustres. Le système global est en début de diagénèse et n'a pas été affecté par un enfouissement significatif, estimé à moins de 600 m pour une température maximale de 40°C. Le réservoir se caractérise par des sables non consolidés et des argiles silteuses. Parfois, certains lits de grès d’épaisseur décimétriques sont cimentés par des carbonates et disposés au sein de faciès silicoclastiques non consolidés. L’étude systématique des grès à ciment carbonaté a révélé la présence exclusive de dolomite. Quatre types de dolomite différents ont été reconnus. Tous ont été formés par des eaux d'origine météorique et présentent des caractéristiques isotopiques (C, O) semblables. Ils sont génétiquement liés les uns aux autres, avec de possibles épisodes de recristallisation impliquant une réincorporation progressivement moindre des éléments en traces comme les terres rares et le manganèse. Le premier type de dolomite est contrôlé par les conditions de sédimentation, tandis que les trois suivants sont contrôlés par diagenèse. Le troisième type de dolomite n'a été trouvé que dans des échantillons ayant été affectés par le roll-front alors que le quatrième est postérieur aux porteurs d'uranium. La matière organique détritique est très abondante et joue un rôle majeur dans le piégeage de l’uranium aux côtés de la pyrite. L'étude en pétrographie organique a montré que toute est d'origine végétale supérieure et immature, comme l'ont montré les mesures de réflectance de la vitrinite (<0,4%). Elle est exclusivement présente sous forme de particules détritiques et sa distribution est donc régie par l’évolution des conditions de dépôt sédimentaires. Huit générations de pyrite ont été identifiées sur la base textures et des associations minérales, avec trois types majeurs : les pyrites framboidales en sphérolites isolés, les surcroissances automorphes, et les pyrites de remplacement (épigénie). L'étude isotopique du δ34S de la pyrite a montré qu’une grande parties des pyrites s‘est formée par bio-réduction des sulfates. Les porteurs de l’uranium sont la pechblende et dans une moindre mesure la phospho-coffinite. La pechblende cimente et remplace la matière organique mais aussi les pyrites automorphes corrodées ce qui indique que l’enrichissement ou l’introduction massive de l’uranium s’est produit assez tardivement. La matière organique a piégé l’uranium de manière diffuse à des fortes concentrations, sous une forme minéralogique non accessible au MEB. Il peut s’agir de nanophases de pechblende de taille inférieure à la centaine de nanomètres. Pour expliquer ces concentrations, une préconcentration ne peut pas être totalement exclue ou un processus de diffusion piégeage lors du stade de minéralisation. La considération de l’ensemble des données indique que l’aquifère principal a été le siège probable d’activité microbienne subcontinue, qui est attestée par la formation à différentes stades de l’histoire du bassin de pyrites dont les caractéristiques isotopiques indiquent des processus complexes de fractionnement. La présence de matière organique en quantité significative et des pyrites peut expliquer l’efficacité du piège redox pour la réduction de l’uranium. Le modèle métallogénique présenté est celui d’un système mixte où un processus de type roll-front lié aux caractéristiques sédimentologiques de cette zone se superpose à un piège redox particulier dont la chimie C-S-U est assistée par les bactéries.