La chlordécone appliquée sur les sols jusqu'en 1993 pour contrôler le charançon du bananier pollue depuis plus de 40 ans la ressource en eau des Antilles Françaises. Néanmoins, les applications n'ont pas été homogènes entre parcelles, générant une variabilité spatiale de la pollution des sols et des rivières sur les bassins versants. Le fonctionnement des systèmes climatiques, hydrologiques, pédologiques, agronomiques et géologiques tropicaux engendre également une variabilité temporelle de la mobilisation de la chlordécone vers les eaux. Cet article s'interroge sur la nature des interactions entre les pratiques et le milieu à l'origine de cette variabilité. L'objectif des travaux de recherche présentés est ainsi de déterminer les facteurs qui influencent les hétérogénéités de la pollution par la chlordécone. Dans un premier temps, il caractérise ces hétérogénéités spatiales et temporelles à l'échelle du bassin versant. Dans un second temps, il propose des explications à l'aide d'une analyse croisée des données agronomiques, pédologiques, hydrologiques et hydrogéologiques. Ces travaux sont réalisés sur le bassin versant du Galion (Martinique) instrumenté dans le cadre de l'Observatoire des Pollutions Agricoles aux AntilLEs (OPALE). L'analyse de la variabilité spatiale de la pollution est basée sur des mesures de chlordécone dans les sols de 27 parcelles avec 39 mesures en rivière et 16 dans les aquifères (Della Rossa et al., 2017 ; Charlier et al., 2015). L'analyse de la variabilité temporelle repose sur le suivi hebdomadaire des concentrations en CLD pendant 2 années sur trois points de la rivière du Galion (Deffontaines et Mottes 2017). Les résultats montrent qu'en période de basses eaux, les eaux souterraines et les eaux de surface des affluents du Galion possèdent des concentrations jusqu'à 10 fois supérieures à celles du cours d'eau principal, indiquant la contribution des écoulements souterrains dans la pollution des eaux de rivière. La diminution des concentr