Cette étude porte sur l'enregistrement sédimentaire de quelques lacs de Suisse occidentale ainsi que sa relation avec les changements hydrologiques et climatiques durant l'Holocène. Cette recherche intègre des informations géomorphologiques continues, du domaine terrestre au domaine lacustre profond, fournies par deux méthodes d'imageries géophysiques et une analyse "multiproxy" de carottes sédimentaires. Les données géophysiques ont été calibrées par des descriptions sédimentologiques détaillées et des mesures pétrophysiques haute résolution afin de déterminer les facteurs de production et de distribution des sédiments lacustres. De plus, les analyses minéralogiques, physico-chimiques et minéralogiques magnétiques permettent de déterminer les paramètres contrôlant les conditions paléoenvironnementales. Cette thèse comporte trois parties: 1) une phase de tests des méthodes géophysiques ; 2) une application de ces dernières sur le "site calibré" de la Baie de Genève (Léman) ainsi qu'une 3) étude intégrée complète (géophysique, sédimentologique et stratigraphique) du "site d'exploration" des Lacs de Joux et Brenet.