Les zones de suintements froids, identifiées le long des marges continentales, sont le siège d'expulsions actives de fluides enrichis en méthane auxquelles sont associées d'abondantes précipitations de minéraux authigènes, en particulier de carbonates. Pour comprendre les processus biogéochimiques qui interviennent dans la formation de ces minéraux, cette thèse présente les résultats d'études pétrographiques, minéralogiques, isotopiques et de géochimie organique moléculaire réalisées sur des carbonates authigènes et des sédiments provenant de différentes structures d'émanation de fluides de Méditerranée orientale et du delta profond du Zaïre. Ces carbonates, composés surtout d'aragonite et de calcite magnésienne, ont généralement des valeurs de δ18O proches de 3‰ indiquant qu'ils ont précipité en équilibre isotopique avec l'eau de fond comparable à celle de l'eau actuelle. Ils sont appauvris en 13C, révélant que la source principale de carbone provient de l'oxydation du méthane. La présence de biomarqueurs archaéens et bactériens très appauvris en 13C indique que le méthane est oxydé de manière anaérobique, par couplage avec la réduction bactérienne des sulfates.