Cette thèse est consacrée à l’étude de l’altération des déchets issus de la paléo métallurgie du fer en Bourgogne Franche Comté, dans le but de mettre en évidence la diffusion potentielle des contaminants métalliques dans l’environnement. Deux sites d’étude ont été choisis, le district de Puisaye et le district de Berthelange. Ces deux sites présentent de grandes quantités de scories sous forme de ferriers laissées à l’aire libre depuis plusieurs centaines d’années.Les analyses chimiques des sols sur ferriers ont montré que les sols présentent des fortes concentrations en Fe, Mn, Ni, Zn, Co et Cu. Ces concentrations dépassent les limites autorisées en France sauf pour le Cu. De plus, Mn semble l’élément le plus disponible environnementalement. Il est distribué entre les quatre fractions du sol, faiblement lié au fractions échangeable et oxydable et fortement lié aux fractions réductibles et résiduelles. On observe le même type de fractionnement pour le cuivre et le cobalt, avec cependant plus de liaison avec la matière organique. Par contre, le Fe, le Ni et le Zn sont préférentiellement liés aux phases résiduelles. Ils sont moins disponibles environnementalement. La deuxième partie de ce travail est consacrée à la caractérisation des phases minéralogiques des scories afin d’identifier les phases primaires et secondaires porteuses de Fe et Mn. Les analyses minéralogiques effectuées par DRX, Microscopie Optique et Microscopie Electronique à Balayage ont montré que les scories de Berthelange et de Puisaye contiennent des phases bien cristallisées sous forme de fayalite, spinelle, quartz, wustite au sein d’une phase plus ou moins amorphe, la matrice vitreuse qui contient des petits cristaux difficilement identifiables. En outre, les phases cristallines et amorphes ont été analysées qualitativement par MEB-EDS et quantitativement par Microsonde Electronique. Les résultats montrent que les spinelles détectés sont distribués entre le pole Hercynite FeAl2O4 et Mangétite Fe3O4 ; on note également la présence dans les scories de Berthelange de compositions qui tendent vers le pole galaxite (Mn, Mg) (Al, Fe)2O4. Les formules structurales calculées, montrent que les fayalites contiennent aussi du Mn en substitution de Fe. Les fayalites des scories de Berthelange sont plus riches en Mn que celles de Puisaye. Les observations microscopiques sur les micro fragments de scories incorporés dans les sols des deux districts montrent q ue la matrice vitreuse s’altère plus vite que les phases cristallines. Cette altération commence par la fragmentation des grains de scories par des attaques physiques et/ou climatiques (sol-gel) conduisant à la création des microfissures aux bordures des grains de scories. Ces microfissures permettent la circulation de l’eau et de l’air ainsi que certains microorganismes qui peuvent modifier les conditions physico-chimiques, produisant, soit la solubilisation partielle des phases porteuses des métaux et le relargage direct de ces derniers dans les écosystèmes, soit une co-précipitation de différentes phases cristallines sous formes oxyhydroxyde de Fe/Al. Les résultats obtenus à l’aide de la Micro-Diffraction et la Micro-Raman montrent la formation des nouvelles phases sur les bordures et dans les fissures, comme la goethite FeO(OH), l’hématite α-Fe2O3, la magnétite Fe3O4 ou la maghemite γ-Fe2O3. Les différentes observations et analyses à fort grandissement de ces phases se condaires suggèrent un lien important entre Mn et des oxyhydroxydes de fer et des aluminosilicates de fer. Ces données confirment les premiers résultats sur le fractionnement du Mn et sa forte liaison aux fractions réductibles, échangeables et résiduelles.