Samar Badaoui a été arrêtée avec sa collègue Nassima al-Sadah cette semaine, a précisé l'organisation dans un communiqué.
"Elles sont les dernières victimes d'une répression sans précédent contre le mouvement pour les droits des femmes", a déclaré HRW.
Leur arrestation "indique que les autorités considèrent toute dissidence pacifique, passée ou présente, comme une menace à leur régime autocratique", a déclaré, dans le communiqué Sarah Leah Whitson, directrice pour le Moyen-Orient de HRW.
Amal al-Harbi, l'épouse de Fouzan al-Harbi, militant des droits civiques emprisonné, a également été arrêtée cette semaine, a indiqué HRW, ajoutant qu'il n'était pas clair pourquoi elle a été interpellée.
Les autorités n'ont pas répondu à une demande de confirmation de ces arrestations. Celles-ci interviennent des semaines après celles d'une douzaine de militantes des droits des femmes qui ont été accusées de porter atteinte à la sécurité nationale et de collaborer avec les ennemis de l'État.
Certaines ont été relâchées depuis. Samar Badaoui est la récipiendaire du Prix international du courage féminin 2012 décerné par le département d'État américain.
Elle fait campagne pour la libération de son frère, Raef al Badaoui, un blogueur dissident et Walid Abou al-Khair, son ancien mari.
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Comme Mme Badaoui, Nassima al-Sadah est une opposante de longue date au système de tutelle de l'Arabie saoudite, qui met la femme sous l'autorité de l'homme quand il s'agit d'étudier, de voyager ou de se marier.
L'Arabie Saoudite, un allié majeur des Etats-Unis, a introduit une série de réformes au cours de l'année écoulée visant à améliorer son image.
Sous l'impulsion du prince héritier Mohammed ben Salmane, le royaume a notamment mis fin en juin à une longue interdiction de conduire faite aux femmes.
Avec AFP