Cette étude porte sur les mécanismes qui déterminent la biodégradation des HAPs/NP/PCBs au cours de la digestion anaérobie de boues contaminées. Etant admis que les phénomènes de sorption conditionnent la biodisponibilité des HAPs/NP/PCBs envers les microorganismes épurateurs, les transferts de sorption/désorption ont tout d’abord été étudiés. Il a été démontré qu’ils s'opèrent quasi-instantanément, en référence aux cinétiques de biodégradation, et sont réversibles, même après un long temps de contact. Ensuite, une méthodologie a été conçue afin de mesurer les constantes d'équilibre qui déterminent la répartition de HAPs/NP/PCBs entre les trois compartiments de la boue : libre, sorbé à la matière dissoute et colloïdale (DCM), et sorbé aux particules. L’influence des caractéristiques des HAPs/NP/PCBs et des caractéristiques physiques et chimiques des boues sur les constantes d’équilibre a été quantifiée. Les modèles générés ont rendu possible la prédiction de la distribution des HAPs/NP/PCBs entre les trois compartiments, dans 5 digesteurs continus alimentés en différentes boues. La confrontation de cette répartition aux vitesses de dégradation des HAPs a mis en évidence que les HAPs libres mais aussi ceux sorbés à la DCM sont biodisponibles. De plus, la coexistence des influences de la biodisponibilité et du cométabolisme sur la biodégradation des HAPs a été suggérée, de sorte qu’aucun de ces processus ne peut être admis comme l’unique limitation.