Le travail de recherche doctorale développé ici vise à améliorer les connaissances et la représentation desprocessus hydro-sédimentaires dans la Rade de Toulon, afin de mettre en place un modèle de dispersion desradionucléides comme outil de gestion post-accidentelle. L’intérêt de cette étude pluridisciplinaire repose surune stratégie qui unit la modélisation et les observations in situ et aborde la problématique complexe descontaminants en milieu marin.Les résultats obtenus permettent de rendre compte de la circulation hydrodynamique dans la Rade de Toulon etde sa forte dépendance au forçage par le vent. Ainsi, les temps d’échange des masses d’eau de la Petite Radesont estimés entre deux et six jours selon les conditions météorologiques. Les mesures en continu réaliséesdans les fleuves Las et Eygoutier ont permis de décrire et de quantifier les apports liquides et solides desbassins versants de la Rade, très peu étudiés jusqu’ici. La Petite Rade représente une zone de sédimentationprivilégiée vis à vis du millier de tonnes par an de matières particulaires apportées par le Las, et apparaît à cetitre comme une zone de piégeage des radionucléides en cas de rejet accidentel. / This doctoral research aims to enhance knowledge of the hydro-sedimentary processes in the Bay of Toulonand to represent these processes through a post accidental managing tool, developed to simulate the dispersionof radionuclides. This work is based on a multidisciplinary strategy, using numerical modelling and in situmeasurements to study the complex problem of contaminants in the marine environment.Hydrodynamic of the Bay and water mass exchanges through the channel have been studied. Results are highlylinked to the atmospheric conditions and the water exchange times of the Little Bay range from two to sixdays, depending on wind conditions. Recorded data in the Las and Eygoutier Rivers led to the description andthe estimation of the catchment yields to the Bay, poorly studied before. With one ton of particulate matterannually discharged by the Las River, the Little Bay seems to be a sedimentation area. In case of accidentalrelease of radionuclides, this area appears to be a trapping zone.

Les eaux côtières impactées par les apports fluviaux jouent un rôle majeur dans l'export et l'enfouissement des particules terrigènes. La télédétection "couleur de l'océan" renseigne sur les concentrations en matières en suspension (MES) de surface. Pour améliorer les résolutions spatiale et temporelle, elle peut être combinée à des mesures in situ bio-optiques et la modélisation numérique. Le Rhône est la principale source d'apports d'eau douce et particulaires dans le Golfe du Lion (Méditerranée Occidentale). L'objectif de la thèse est l'étude de la variabilité saisonnière des apports en MES du Rhône et leur devenir sur le plateau continental. Des mesures in situ bio-optiques ont été réalisées à partir de navires océanographiques et de plateformes autonomes ProvBio. Les concentrations en MES sont estimées à l'aide des capteurs satellitaires MERIS et MODIS. Le modèle hydro-sédimentaire (Mars-3D) simule la circulation des masses d'eau et les apports liquides et particulaires du Rhône. Des proxys régionaux sont identifiés et éprouvés afin d'assurer un suivi de la dynamique des MES sur la colonne d'eau à partir de mesures bio-optiques in situ. Un algorithme régional est développé afin de cartographier les concentrations en MES à partir des mesures satellitaires. La combinaison de ces deux outils montre la dépendance de l'export des MES au débit liquide du Rhône et aux vents. En régime de crue, les MES sont essentiellement exportées en surface. Pour un débit fluvial faible à modéré et un vent fort, elles sont transportées près du fond. Le modèle hydro-sédimentaire a permis de mieux comprendre certains processus même si des améliorations sont encore requises.

La connaissance des flux de contaminants particulaires véhiculés par les cours d'eau est cruciale pour la gestion des pollutions environnementales, mais elle se heurte à d'importantes difficultés technologiques, méthodologiques et scientifiques. Grâce à un effort d'observation intensive rendue possible par l'Observatoire des sédiments du Rhône, ce travail de recherche s'est concentré sur la dynamique spatio-temporelle des flux de contaminants particulaires – mercure et PCB- au sein du Rhône et de ses principaux affluents contributeurs en matières en suspension (MES) : l'Arve, la Saône, l'Isère et la Durance. La stratégie d'observation choisie et validée privilégie un échantillonnage quasi-continu des débits, concentrations en MES (turbidimétrie) et teneurs en contaminants (par piège intégratif), associé à des prélèvements de référence (manuels, ou par centrifugation) et à une caractérisation détaillée des particules en termes de granulométrie et de taux de carbone organique. A partir des données ainsi mesurées et existantes, l'étude de la variabilité spatio-temporelle des différents paramètres et de leurs facteurs d'influence a permis de proposer et valider des méthodes adaptées pour la quantification des flux particulaires à l'échelle événementielle, annuelle et inter-annuelle. Ces résultats fournissent une nouvelle vision des flux particulaires dans le Rhône à l'échelle du réseau hydrographique, et soulignent l'importance des évènements hydro-sédimentaires majeurs et des interactions avec les aménagements hydro-électriques. Ces processus hydro-sédimentaires complexes motivent une contribution à l'amélioration de la simulation numérique du Rhône / The knowledge of particulate contaminant fluxes transported by rivers is crucial for the management of environmental pollution, but it is compromised by significant technological, methodological and scientific difficulties. Through an intensive observational effort made possible by the Rhône Sediment Observatory, this research focused on the spatio-temporal dynamics of particulate contaminant -mercury and PCBs- fluxes in the Rhône and its major tributaries as regards suspended particulate matters (SPM) contribution : the Arve, Saône, Isère and Durance rivers. The chosen and validated observation strategy is based on the quasi-continuous monitoring of discharge, SPM concentrations (by turbidimetry) and contaminant contents (using sediment integrative traps), associated with samples of reference (manual sampling or centrifugation) and a detailed characterization of particles in terms of grain-size and organic carbon contents. From measured and existing data, the study of spatio-temporal variability of parameters and of their factors of influence allowed us to propose and validate suitable methods for the quantification of particulate fluxes at the event, annual and inter-annual scales. These results provide a new insight into the particulate fluxes throughout the Rhône river system and highlight the importance of major hydro-sedimentary events and of the interactions with hydro-power schemes. Such complex hydro-sedimentary processes motivate the improvement of the numerical simulation of the Rhône river