L’application de la Directive cadre sur l’eau s’accompagne de mesures de gestion visant le retour à l’état naturel du fonctionnement hydrologique des rivières. L’Essonne (affluent de La Seine) est l’une des rivières pour lesquelles le projet de réhabilitation soulève la question des échanges avec l’eau souterraine. Aussi, l’analyse des eaux est susceptible de faire émerger des outils géochimiques pour tracer et in fine mieux comprendre les échanges nappe/rivière.Dans le cadre de ses travaux d’expertise, de recherche et de surveillance, l’IRSN s’intéresse à l’uranium (U) dissous dans L’Essonne et son affluent L’Œuf [1]. Les résultats montrent que la concentration en U augmente d’aval en amont (238U : 0,08−25,9 µg.L−1) et que cette contribution est associée à un déséquilibre 234U−238U au détriment de 234U ((234U/238U) = 0.42 ± 0.02 min.). A l’échelle d’un bassin versant, les affluents drainant des substrats géologiques contrastés peuvent influer sur la composition isotopique de l’U dans un cours d’eau [2]. Dans L’Essonne, il semblerait que la variation en U soit davantage liée à des apports d’eaux souterraines. En effet, l’analyse de l’eau dans la nappe régionale met en évidence un déséquilibre 234U-238U équivalent et associé à une concentration relativement élevée en U [3]. Le déséquilibre 234U-238U constitue une anomalie isotopique qui a été rarement rapportée dans la littérature [4]. L’anomalie observée est susceptible de fournir un outil de traçage original des apports d’eaux souterraines et donc des échanges nappe/rivière. Pour ce faire il est nécessaire d’investiguer davantage l’origine de l’U ainsi que les mécanismes impliqués dans le déséquilibre 234U−238U.