L'organisation spatiale et l'hétérogénéité des caractéristiques texturales, structurales, hydriques des sols et leur évolution temporelle jouent un rôle majeur sur le fonctionnement des bassins versants. Leur description et l'analyse des relations structure-transfert permettraient en partie de prévoir les flux des pollutions et les crues. Une approche combinant les outils pédologiques classiques, les géostatistiques et la géométrie fractale sur une topo séquence a permis d'étudier l'organisation spatiale des caractéristiques texturales, structurales et hydriques des sols et leur hétérogénéité. La distribution des pores, leur connectivite ainsi que l'hétérogénéité des arrangements des solides-pores-interfaces ont été décrites aux échelles emboitées des macrostructures et des microstructures. Les données d'analyse d'image, de porosimétrie mercure et de rétention d'eau ont été interprétées grâce a la distribution des volumes de pores, la géométrie fractale et la théorie de la percolation. L?évolution temporelle de la structure, de la stabilité des agrégats à l'eau, de la conductivité hydraulique a saturation et de la rétention en eau ont été étudiées. Les horizons de surface du sol lessive limoneux représentent 80-90% de la surface du bassin versant de l'Orgeval. Ils sont subdivises en trois sous-unités dont les caractéristiques dépendent des argiles et sont auto corrélées dans l'espace selon des lois d'échelle fractales. Au cours des cycles d'humectation-dessiccation la structure évolué à l'échelle des macrostructures et à l'échelle des microstructures. La stabilité des agrégats augmente et la conductivité hydraulique à saturation diminue. La réduction de la capacité de stockage en eau peut être expliquée par une augmentation de la connectivite des pores. Un paramètre géométrique mesure a une échelle microscopique est relié à une propriété de transfert mesurée à une échelle centimétrique. L?organisation des masses et l'organisation des interfaces des microstructures sont caractérisées par des invariants d'échelle fractals qui n'évoluent pas au cours des saisons de cultures.