Située au Nord de l'Australie, la Nouvelle Guinée se caractérise par des reliefs montagneux très développés et demeure l'une des dernières régions inexplorées de la planète. Des processus complexes de géodynamique couplés a son isolement géographique ont contribué à la mise en place d'un panel complexe d'écosystèmes et à l'évolution d'une biodiversité exceptionnelle. Cette particularité vaut également pour la diversité de sa faune ichtyologique. Les poissons arc-en-ciel (Melanotaeniidae) constituent avec les Eleotridae et les Gobiidae, les 3 familles de poissons les plus diversifiées des eaux douces de Nouvelle Guinée et même d'Australie. La taxonomie des poissons arc-en-ciel est ancienne et a connu un regain d'intérêt durant ces dernières décennies avec la description d'une cinquantaine d'espèces nouvelles. Malgré un nombre important d'espèces décrites, la taxonomie des Melanotaeniidae demeure encore confuse avec des diagnoses incomplètes basées sur des comptages ou des caractères morphologiques. Les rares données moléculaires et phylogénétiques disponibles pour quelques espèces de Melanotaeniidae sont également incomplètes et ne permettent pas de valider les hypothèses taxonomique ou évolutive proposées par plusieurs auteurs. Les résultats présentés dans cette thèse apportent une contribution significative dans la compréhension des processus de diversification des poissons arc-en-ciel de Papouasie Occidentale et plus largement des régions adjacentes comprenant le reste de la Nouvelle Guinée et le nord de l'Australie. Ils proposent également une révision taxonomique complète des espèces peuplant la Papouasie Occidentale avec 28 espèces valides et incluant 15 espèces nouvelles.New Guinea Island is an immense, rugged landscape and remains one of the last unexplored places. This is particularly true for its ichthyological fauna. With freshwater Gudgeon and Gobiids, the Austro-New Guinean rainbowfishes are the most diverse groups with important endemism. Rainbowfish taxonomy is ancient and recently attracted much attention for various domains interest. Despite a large number of species already described, their taxonomy remains incomplete and somewhat confused. Data on their phylogenetic relatedness or biogeographical history are scarce. The results presented here give a contribution to diversification processes of Rainbowfishes from West Papua and adjacent biogeographic region and provide a complete taxonomic revision of the Western New Guinean species. A total of 716 specimens belonging to 3 genera have been studied in morphology and molecular relatedness. Molecular phylogenies were inferred from 3 mitochondrial regions (Cox-1, Cyt-b, D-loop) and 1 nuclear intron (S7). The dataset includes more than 5,000 base pairs with a portion of DNA Barcodes. The choice of both mitochondrial and nuclear molecular markers was driven by the multiple objectives to resolve deeper and shallow radiations and to evidence possible hybridization events. The phylogenies revealed an unexpected cryptic diversity within the genus Melanotaenia and strongly supported the polyphyly of the genera Glossolepis and Chilatherina. The results also revealed a strong congruence between phylogenetic relatedness, clade composition and geography and confirmed that the center of origin of Melanotaenia sensu lato was dated to the Mid-Miocene in the Bird's Head Peninsula. The eological context of the area revealed that the formation of the Lengguru fold-and-thrust Belt together with the ridge of the Central Dividing Range were the main events responsible of the basal diversification processes within this group of obligate freshwater fishes
