Thèse: Les estuaires sont des systèmes dynamiques qui assurent le transfert d’eau et de contaminants du fleuve vers la mer, y compris pour des radionucléides rejetés par les installations nucléaires en situations normale ou accidentelle. Le césium 137 est récurrent en situation accidentelle et persistant dans l’environnement. Il a une forte affinité avec les particules en milieu fluvial mais se désorbe dans le gradient de salinité, ce qui favorise sa dispersion en mer et son transfert vers les organismes marins. L’institut de radioprotection et de sûreté nucléaire (IRSN) a parmi ses missions la description du transfert de la radioactivité dans l’environnement. Un outil est la modélisation numérique de ces transferts. Pour les milieux aquatiques deux modèles reproduisent les transferts en milieux fluvial et marin sans couplage réel. Ce travail de thèse met en place ce couplage sur le continuum Rhône-Méditerranée pour le césium 137 à partir d’un box-model général aux estuaires. Ce dernier prend en compte les échanges d’eaux (diffusion, advection) et la désorption pouvant se produire lors du contact des particules du fleuve avec les eaux salées. Des expérimentations en laboratoire et une revue de la littérature permettent de définir les paramètres clés pour évaluer l’intensité de désorption. La dispersion en mer d’un panache de radioactivité issu du Rhône en cas de rejet accidentel en amont du fleuve est modélisée pour 6 scénarios hydroclimatiques (débits du fleuve et conditions de vent) les plus récurrents obtenus par un algorithme de fuzzy clustering.