Les massifs cristallins externes (MCE) des Alpes occidentales forment les portions affleurantes du socle Paléozoïque impliqué dans la collision alpine. A l’instar d’une grande partie du socle continental ouest-européen, ces massifs ont été structurés par l’orogenèse varisque au cours du Dévonien et du Carbonifère (~380–300 Ma). Cependant, plusieurs points d’ombre demeurent concernant l’âge des déformations et le degré de métamorphisme associé aux événements varisques dans les MCE. En particulier, des reliques de haute pression (éclogites et granulites HP) affleurent dans les MCE, mais l’âge et les conditions P-T de ce métamorphisme restent mal contraints. Par ailleurs, ces massifs ont été affectés par des grands décrochements au cours du Carbonifère supérieur et du Permien, et ont ensuite été remaniés par la tectonique alpine, ce qui complique leur intégration au sein du système varisque. Ainsi, la signification des MCE par rapport aux grands blocs tectoniques et aux sutures varisques en Europe reste mal définie.Cette thèse vise à apporter de nouvelles contraintes géochronologiques et thermobarométriques sur les événements tectono-métamorphiques et magmatiques varisques dans les MCE, afin de proposer un modèle géodynamique cohérent. Ce travail a été mené sur les massifs de Belledonne et de l’Oisans, en parallèle d’une seconde thèse (Jonas Vanardois) réalisée sur le socle des massifs du Mont Blanc et des Aiguilles-Rouges, dans le cadre du chantier RGF Alpes piloté par le BRGM.L’étude pétrochronologique des reliques de haute pression (HP) a permis de mettre en évidence un stade métamorphique HP d’âge Viséen, avec des estimations d’âge et de conditions P-T cohérentes sur l’ensemble des MCE (~330-340 Ma, 1.4-1.8 GPa et 650-750°C). La préservation de reliques progrades marque un stade métamorphique précoce à 460-550 °C et 0.4-1.0 GPa, incompatible avec un contexte de subduction froide, et marquant plutôt un contexte d’épaississement crustal par sous-charriage de la plaque inférieure.L’exhumation des unités métamorphiques profondes issues de la croûte inférieure est contrôlée par un grand système décrochant tardi-varisque (325-300 Ma) parcourant l’ensemble des MCE. La comparaison reliques HP des massifs de Belledonne et de l’Oisans révèle des chemins d’exhumation contrastés. Dans le massif de Belledonne, les unités profondes ont été exhumées de manière relativement isotherme (pic de température ~750 °C) au cœur de la zone de décrochement, alors que les unités du massif de l’Oisans, situées en marge de ce système, ont été exhumées plus tardivement et ont subi un échauffement important (800–870 °C) lors de l’exhumation.Un second volet de la thèse concerne l’étude pétrographique et géochimique d’enclaves de péridotites découvertes dans le massif de l’Oisans, emballés dans des migmatites. Ces péridotites portent les traces d’un métasomatisme mantellique d’origine continentale, caractérisé par la cristallisation de phlogopite/pargasite, un enrichissement marqué en éléments incompatibles (LILE, LREE), et des signatures en Nd peu radiogéniques (-8.12