Les sols des friches industrielles de cokeries sont souvent pollués par des Composés Aromatiques Polycycliques (CAP) issus de déversements de goudrons de houille. Le traitement des aquifères impactés par des phases organiques pures de type DNAPL (Dense Non-Aqueous Phase Liquids) est complexe. Cette thèse s’inscrit dans le cadre du projet BIOXYVAL et s’intéresse au traitement par oxydation chimique in situ en zone saturée des phases pures résiduelles après pompage du DNAPL. Les objectifs de la thèse ont été d’étudier et comparer l’efficacité oxydante des ferrates à celle d’autres oxydants, pour (i) mieux comprendre les mécanismes de dégradation, (ii) évaluer la potentielle formation de sous-produits dangereux (CAP-O) et (iii) identifier les limitations éventuelles pour une application in situ, à l’aide de deux protocoles expérimentaux : condition batch, réacteur idéal en système clos, et condition colonne par injections dynamiques au travers d’un milieu poreux. Nos travaux mettent en évidence (batches), la formation systématique et accumulation de CAP-O cétones lors des oxydations avec les ferrates et le permanganate (mécanisme oxydo-réducteur), tandis que les oxydants suivant un mécanisme radicalaire n’induisent pas l’accumulation de ces sous-produits. Des rendements de dégradation élevés sont obtenus par tous les oxydants testés (excepté la condition Fenton-like et le peroxyde d’hydrogène). Permanganate et ferrates ont ensuite été étudiés en condition colonne. La réactivité limitée du permanganate en lien avec la stabilité et la faible disponibilité des polluants ont conduit à une faible efficacité de l’oxydation par injection continue. Les précipités de MnO2 formés ont eu peu d’impact sur la porosité mais semblent diminuer la disponibilité des polluants en cours d’oxydation. L’apparition de CAP-O a été mesuré avec les particules lixiviées. L’injection des ferrates, en revanche, induit un rapide colmatage du milieu poreux en lien avec la formation abondante de précipités ferriques. En parallèle, une forte remobilisation de phase pure de DNAPL est observée tout au long de l’oxydation. Comme pour le permanganate, des CAP-O sont détectés avec les particules lixiviées. Les ferrates dégradent les CAP constituant le DNAPL, mais leur injection in situ n’est aujourd’hui pas envisageable en termes de faisabilité technico-économique. Ce travail conduit à réfléchir à une optimisation du mode d’application des ferrates et propose d’autres solutions pour le site pilote.