Notre compréhension de la relation entre les attributs microstructuraux et les propriétés mécaniques des matériaux naturels découle des travaux expérimentaux en mécanique des roches. Des progrès considérables ont été réalisés mais l’hétérogénéité des roches naturelles, à la fois en termes de pétrologie que de microstructure, limite l'étude de la contribution de chaque paramètre microstructural de façon indépendante. Dans cette thèse, des roches synthétiques pour lesquelles ces paramètres peuvent être contrôlés sont utilisées pour déconvoluer et étudier la contribution d’attributs microstructuraux spécifiques sur les propriétés hydrauliques et mécaniques des roches. En combinant une caractérisation pétrophysique systématique et des expériences de déformation avec une étude de la microstructure, le contrôle de premier ordre de la porosité et de la taille des grains sur l’initialisation de la compaction inélastique est mis en évidence. Par ailleurs, il est montré que, en compression triaxiale, la distribution de la taille des grains exerce une influence significative sur la propension à la localisation de la compaction.