Ce mémoire propose une mise en perspective de mes travaux de recherche sur la quantification des débits et des flux de matières dans les cours d'eau et leurs incertitudes, ainsi qu'une prospective pour les 5 à 10 prochaines années. Nouvelles technologies de mesure (moins intrusives) et sciences participatives permettent des avancées importantes pour améliorer les mesures de débit, en crue notamment. Elles posent cependant de nouveaux problèmes méthodologiques. Ceci peut se généraliser aux mesures de flux de sédiments et de contaminants, avec la nécessité supplémentaire de caractériser les propriétés et les origines des particules solides. Enfin, de nouvelles méthodes d'analyse des incertitudes visent à couvrir toute la chaîne de production des données de flux, depuis les opérations de terrain jusqu'à la publication et l'utilisation des données. Bien avancée pour les séries hydrologiques (débits des cours d'eau), la démarche pourra être étendue aux flux de sédiments et de contaminants, en intégrant les incertitudes propres aux mesures du transport solide (charriage et suspension) et des teneurs en contaminants (échantillonnage et analyses au laboratoire). Une telle analyse des incertitudes ne doit pas être considérée comme un traitement fastidieux supplémentaire, ou un simple bonus pour l'utilisateur des données. Elle est au contraire indissociable des processus opérationnels de production des données et de gestion de leur qualité qu'elle permet de revisiter et d'améliorer.