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Les activités humaines peuvent entraîner une pollution en éléments traces métalliques (ETM) des sédiments fluviaux. Une partie de ces ETM peut être remobilisée et constituer un danger pour les organismes vivants. L'objectif de cette thèse a été de comprendre et d'évaluer l'importance de certains processus microbiens et chimiques de mobilité des ETM en conditions anaérobies. Des sédiments de Seine et de Marne ont d'abord été incubés afin d'étudier la corrélation entre le métabolisme microbien et le comportement des métaux. Une forte solubilisation des métaux associée à une activité fermentaire a été observée avec la production d'acides organiques. L'importance de l'activité ferri-réductrice a ensuite été mise en évidence avec l'identification de Clostridium butyricum et Paenibacillus polymyxa. Enfin, les impacts directs (réduction enzymatique) et indirects (propriétés des acides organiques produits) de P. polymyxa et C. butyricum sur la mobilité des ETM ont été comparés. Il en résulte que la réduction enzymatique microbienne est le principal mécanisme de dissolution des ETM en milieu anaérobie.