La surveillance des polluants environnementaux nécessite des approches complémentaires aux méthodes physico-chimiques actuels pour pallier le manque de données sur la contamination des cours d'eau et évaluer les risques pour la santé publique et la sécurité environnementale. Les biocapteurs peuvent constituer une solution pertinente car ils sont dotés d’excellentes performances analytiques. C’est dans ce contexte, que s’inscrivent les travaux de cette thèse.L’objectif de ce travail consiste en la mise au point de biocapteurs électrochimiques de micropolluants organiques et de métaux lourds. Au cours de cette étude nous avons porté un intérêt particulier à la détection de deux micropolluants de nature chimique différente ; l’ampicilline qui est un antibiotique à large spectre, et le plomb. Pour ce faire, diverses stratégies pour élaborer ces biocapteurs ont été adoptées tenant compte d’une part le transducteur et d’autre part les biorécepteurs. Ainsi, pour le transducteur, des électrodes imprimées ont été modifiées par des nanocomposites formés de nanoparticules de polymères organiques conducteurs : le polypyrrole et de nanomatériaux inorganiques semi-conducteurs de type 2D : les nanofeuilles MoS2. Le but est de démontrer l’effet synergétique de leurs propriétés respectives sur les performances analytiques du biocapteur.Selon l’applications envisagées, différents biorécepteurs oligonucléotidiques ont été utilisés. Nous avons ainsi développé trois types de biocapteurs. Les premiers sont des biocapteurs à base d’aptamère qui est capable de se lier spécifiquement à l’ampicilline. Le deuxième est un capteur à base de l’ADNzyme qui s’hydrolyse en présence de l’ion plomb (II). Le dernier biocapteur est formé avec un nouveau système biologique proposé au cours de ce travail, ce dernier se base sur la combinaison de l’aptamère avec un ADNzyme pour former un aptazyme en vue de réaliser la détection simultanée des deux micropolluants. Des approches pour obtenir une détection ampérométrique ont été également étudiées en jouant sur le choix de la sonde redox et la stratégie de son introduction dans le système de détection. Selon leur mode de fonctionnement, différentes sondes redox ont été synthétisées permettant le suivi de la bioreconnaissance. Les résultats obtenus montrent le potentiel remarquable des nanomatériaux hybrides organique/inorganique pour la réalisation des systèmes de détection électrochimique sensibles, sélectives et stables. Par ailleurs ces travaux ouvrent la voie à plusieurs perspectives vers l’intégration dans des dispositifs fluidiques en vue de les utiliser comme station de contrôle de contaminants métalliques dans les effluents ainsi que la construction de portes logiques.