Le transport de sédiments fins dans les rivières est associé à des enjeux socio-économiques et environnementaux importants. Le transport de nutriments et de contaminants adsorbés, la dégradation de la qualité des milieux aquatiques, l’envasement des retenues hydroélectriques ainsi que l’accroissement des problèmes de sûreté des barrages en sont quelques exemples. Dans les rivières de montagne, ces particules fines transportées en suspension peuvent être stockées temporairement à la surface des bancs de graviers. Lors de crues naturelles ou artificielles (chasse de barrages), les dépôts peuvent augmenter par sédimentation de nouvelles particules fines arrivant de l’amont ou au contraire subir de l’érosion et contribuer au flux de matière en suspension de manière significative. La compréhension des phases de dépôt et de reprise des particules fines dans les lits de rivières ainsi que leurs facteurs de contrôle constitue un des verrous majeurs en transport sédimentaire. L’objectif de cette thèse est de caractériser la variabilité spatio-temporelle des propriétés des sédiments cohésifs déposés dans les lits de rivières à graviers, en particulier leur érodibilité (propriétés d’érosion : contraintes critiques et taux d’érosion), pour alimenter les modèles numériques à base physique et tester leur sensibilité à ces mesures in situ.Deux sites d’étude à la fois représentatifs des rivières alpines et contrastés en termes de morphologies et de régimes hydro-sédimentaires ont été choisis : l’Isère en Combe de Savoie (Zone Atelier du Bassin du Rhône) et le Galabre (Observatoire Draix-Bléone). Une première analyse de sensibilité numérique de l’évolution des stocks de sédiments cohésifs présents à la surface des bancs à la paramétrisation du dépôt et de l’érosion des sédiments cohésifs a été réalisée sur l’Isère avec le modèle hydro-sédimentaire 2D TELEMAC-SISYPHE. Les résultats montrent une sensibilité forte des propriétés d’érosion et de dépôt mais différente selon les conditions initiales et limites testées. La sensibilité aux propriétés d’érosion devient particulièrement importante lorsque le stock initial de sédiments cohésifs présents à la surface des bancs de graviers est important. Dix campagnes de mesures in situ ont été menées pour caractériser la variabilité spatio-temporelle de l’érodibilité des dépôts de sédiments fins à l’aide de deux érodimètres : le CSM et l’EROMES. Les variabilités spatiale et temporelle de l’érodibilité sont prononcées sur les deux sites d’étude. La variabilité spatiale est contrôlée par l’humidité, la position et l’altitude des dépôts. Les dépôts marginaux, dont les gammes d’humidité sont moyennes, sont plus résistants que les dépôts en eau ou surfaciques. La variabilité temporelle est due à la nature variable des sédiments déposés dans le temps suite aux apports et exports des crues et à la consolidation des dépôts. Un modèle hydro-sédimentaire 2D TELEMAC-GAIA a alors été construit sur le Galabre pour investiguer la sensibilité des masses érodées modélisées à la variabilité spatiale de l’érodibilité des sédiments cohésifs. Dans le cas d’un jeu de données caractérisant l’érodibilité de manière exhaustive, cette sensibilité est modérée, mais avec une caractérisation incomplète, les résultats sont à considérer avec précaution. Les résultats montrent égale ment qu’utiliser une valeur unique des paramètres d’érodibilité sur le domaine peut suffire pour modéliser les masses totales érodées sur le tronçon, mais sans assurer que les évolutions locales des différentes zones de dépôts soient correctes.L’ensemble des mesures réalisées ainsi que les analyses de sensibilité numérique permettent d’aboutir à des recommandations de mesures pour capturer correctement la variabilité spatiale et temporelle des propriétés d’érosion pour la paramétrisation de l’érodibilité dans les modèles numériques.