Connaitre l’évolution temporelle de la composition chimique des rivières fortement anthropisées est essentiel pour évaluer l’impact des activités humaines et des mesures de réduction de la pollution. La plupart des contaminants s’associant aux sédiments fins, l’analyse géochimique de dépôts sédimentaires bien datés formés dans les plaines inondables peut permettre de reconstruire la trajectoire des fleuves sur plus d’un siècle. Dans ce cadre, cette thèse a eu pour objectif de reconstruire, à partir d’archives sédimentaires, l’évolution des émissions humaines en métaux dans le Rhin supérieur. Plus précisément, une première partie s’est intéressée à la datation robuste et précise des sédiments déposés durant les 200 dernières années à partir d’une analyse multiméthodes (anciennes cartes, hydrologie, datation par luminescence, 137Cs, 210Pbxs). Une séquence sédimentaire longue et continue a ensuite été étudiée pour reconstruire les impacts humains historiques en métaux sur le Rhin. Enfin, la variabilité spatiale de l’enregistrement des contaminations historique a été étudiée entre Bâle et Strasbourg grâce à plusieurs archives sédimentaires.