Cette thèse concerne la détection des métaux lourds dans l’environnement et en particulier dans les eaux de surface et les sous-produits de désinfection de l’eau potable. Les deux catégories de contaminations ont des propriétés différentes de sorte que deux méthodes correspondantes ont été dévéloppées : l’une est basée sur des capteurs moléculaires fluorescents mis en oeuvre dans un micro-dispositif, l’autre est basée sur une détection électrochimique. Deux capteurs moléculaires fluorescents, Rhod-5N et DPPS-PEG, et plusieurs dispositifs microfluidiques ont été fabriqués et appliqués pour la détection des ions de métaux lourds, Cd (II) et Hg (II),dans les eaux de surface. Une nouveau circuit en PMMA est fabriqué par ablation laser femtoseconde et testé pour la détection de Cd2+ avec le Rhod-5N. De plus, des améliorations de la performance des circuits microfluidiques ont été faites. Une nouvelle méthode de détermination sensible de cinq acides haloacétiques (AHAs) dans les d'eaux a été développée. Elle est basée sur l'extraction électromembranaire (EME) avant électrophorèse capillaire avec détection de conductivité sans contact à couplage capacitif (CE-C4D). / This thesis is aimed at environmental contaminations detection, mainly heavy metal ions in surface water and disinfection by-products (DBPs) in drinking water. The two categories of contaminations have different properties so that two correspondent methods were developed: one is based on fluorescent molecular sensors in a microfabricated device, the other one is based on conductive detection. Two fluorescent molecular sensors, Rhod-5N and DPPS-PEG, and several microfluidic devices were developed and applied for heavy metal ions Cd (II) and Hg (II) detection in surface water. A new microchip made of PMMA was fabricated by femtosecond laser ablation and tested for Cd (II) sensing based on a fluorescent molecular sensor Rhod-5N. Further more, some improvements of the performance of microfluidic chips were made. A novel method for sensitive determination of five priority haloacetic acids (HAAs) in water systems has been developed based on electromembrane extraction (EME) prior to capillary electrophoresis with capacitively coupled contactless conductivity detection (CE-C4D).