Cette thèse propose un modèle d’évolution sur le temps long d'un système fluvial afin d’interroger les variables de contrôle (naturelles et/ou anthropiques) ayant pu intervenir à différentes échelles spatio-temporelles. Elle s’appuie sur l’étude du bassin versant du Yamé, un affluent de rive droite du Niger (Pays Dogon, Mali). Deux approches ont été développées : (1) une approche géomorphologique qui permet de reconstituer les dynamiques hydro-sédimentaires de la vallée du Yamé et (2) une approche biogéographique qui, au travers de l’analyse des phytolithes contenus dans les dépôts, nous renseigne sur l’évolution de la végétation au cours de l’Holocène. Ce travail de thèse permet de mieux comprendre les transformations du système fluvial en réponse aux crises climatiques. Enfin, il questionne aussi les conséquences environnementales des transitions économiques, sociétales et techniques des derniers millénaires, telles que l’émergence de l'agriculture, de l’élevage, de la métallurgie et plus récemment l’accroissement de la population. Nous proposons ainsi d’apporter de nouvelles connaissances sur l’évolution climatique et anthropique de l’Afrique de l’Ouest et plus généralement sur l’impact de l’anthropisation sur les systèmes fluviaux soudano-sahéliens.