La pénurie des réserves d’eau de bonne qualité et le stress hydrique dans de nombreuses régions du monde sont parmi les enjeux environnementaux et sociétaux les plus importants du XXIème siècle. Les solutions non conventionnelles comme la réutilisation des eaux usées (REUSE) représentent une réelle opportunité durable, en particulier pour le bassin méditerranéen régulièrement soumis au stress hydrique. Un des usages identifiées pour cette réutilisation est la recharge de nappes qui consiste à injecter les eaux usées traitées dans le sol pour profiter de sa capacité géo-épuratoire tout en apportant une ressource en eau supplémentaire. Toutefois, le risque de présence d’agents pathogènes et de polluants organiques émergents soulève encore de nombreuses questions sur le rapport bénéfice-risque de la REUSE sur l’environnement et la santé humaine. La nécessité de décrire plus en détail ces expositions multiples et de les relier à des effets néfastes sur la santé a conduit à la formulation du concept d'exposome. La mesure de l’exposome peut se faire par des approches non-ciblées qui permettent de profiler des milliers de molécules endogènes et exogènes simultanément et donc de considérer de nouveaux micropolluants organiques pertinents plus ou moins connus et ubiquistes, que ces derniers soient déjà réglementés ou émergents, ainsi que leurs éventuels produits de transformation. Parmi les polluants organiques émergents, les substances hydrophiles, sont identifiées comme des substances très préoccupantes ces dernières années du fait de leur mobilité dans les écosystèmes aquatiques et de leur résistance aux différents traitements de l’eau. Les objectifs de ce projet de thèse sont donc (i) de développer une méthodologie de caractérisation à grande échelle de l’exposome, basée sur une approche innovante de « suspect screening » et analyse non-ciblée par spectrométrie de masse haute résolution et (ii) générer des données d'exposition aux contaminants émergents, dont les plus hydrophiles, afin de mieux comprendre les enjeux associés à la recharge artificielle des nappes phréatiques tant d’un point de vue environnementale que sanitaire.