Cette thèse a pour objectif d'améliorer la compréhension et les connaissances des problèmes liés à l'occurrence de molécules odorantes présentes dans les eaux brutes et les eaux traitées. Les cas à l'étude sont trois réseaux d'eaux potables dans les villes de Québec et Lévis (Canada). Cette thèse est divisée en quatre chapitres: Le premier chapitre porte sur la mise au point d'une méthode d'analyse pour détecter certaines molécules odorantes. Il introduit une nouvelle méthode analytique pour quantifier cinq composés odorants: géosmine, 2-méthylisobornéol, 2-isopropyl-3-méthoxypyrazine, 2-isobutyl-3-méthoxypyrazine et 2, 4, 6-trichloroanisole. Cette méthode utilise une micro-extraction sur phase solide en espace de tête, combinée à une analyse chromatographique en phase gazeuse (CG) et un spectromètre de masse (SM), de type trappe ionique. La double fragmentation (tandem SM/SM) a été optimisée pour les composés ciblés. Cette méthode a permis d'obtenir des limites de détection inférieures à 1 ngL"1. Elle a été appliquée avec succès pour l'analyse des composés conférant des odeurs de "terre et moisi" aux sources d'eaux municipales, riches en matières organiques, ainsi qu'aux eaux traitées correspondantes. Le second chapitre concerne les relations entre deux composés odorants (géosmine et 2-méthylisobornéol) et 39 paramètres de qualité d'eau (chimiques, physiques et microbiologiques) dans trois sources d'alimentations très différentes en termes de qualité, lesquelles alimentent en eau potable les villes de Québec et Lévis (Canada). Cette étude a été menée par analyse en composantes principales (ACP). L'objectif de cette étude a été de montrer qu'une approche multidmensionnelle par analyse en composantes principales utilisant la matrice des composantes permettait de différencier les processus à l'origine de l'occurrence de ces composés odorants, de ceux qui n'en étaient pas ou peu la cause et ainsi d'extraire les variables les plus représentatives de ces processus. Le troisième chapitre se focalise sur la modélisation des concentrations de géosmine dans les eaux brutes par des méthodes linéaires et non-linéaires telles que : la régression linéaire multiple, la régression par composantes principales et les réseaux de neurones artificiels. Les méthodes de sélection des variables ont également fait l'objet d'une étude: "pas à pas", d'analyse de sensibilité, d'analyse en composantes principales. Le développement d'outils d'aide à la décision pour de telles problématiques semble une solution rapide et économique pour le remplacement des méthodes analytiques. Le quatrième et dernier chapitre porte sur l'évolution spatiale et temporelle des concentrations de géosmine et 2-méthylisobornéol dans les eaux brutes, les eaux en cours de traitement en usine et les eaux potables des villes de Lévis et Québec. Une attention particulière a été donnée à l'enlèvement des ces deux molécules par les procédés de clarification et d'ozonation ainsi qu'au devenir de ces molécules dans les réseaux d'eaux potables.