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Water scarcity and water quality are one of the major issues facing the human being, in the context of global warming, industrial era and related increasing pollution. It is a leading cause of premature death. This trend raises the need for novel approaches for water purification and for water quality control. This thesis aims contributing to both aspects taking advantage of Micro- and Nanotechnologies. In the first part of the thesis, we made a fundamental study on Zinc-Oxide nanowires (ZnO-NWs), which is known as a photocatalysis material suitable for water purification. The use of this material at large scale requires appropriate approaches for manufacturing and also for characterization. We propose for the first time, spectral domain attenuated reflectometry (SDAR) as fast, cheap and non-invasive optical method of nanomaterial growth characterization and monitoring. The method is demonstrated here for ZnO-NWs which are grown vertically in random forest fashion showing that it is not limited to well-ordered NWs. We show how SDAR can provide, on the basis of a single measured spectrum, simultaneous information on nanowire length, nanowire density (through nanowire/air filling ratio), and crystalline quality (through band gap). We used SDAR along with the spectroscopic ellipsometry, while scanning over coated surfaces, to unveil nonuniformities and gradients of morphological properties on the ZnO-NWs, that may affect large scale development of devices based on such NWs. Afterwards, we explored the added value of using microfluidic methods. On one hand, micro-scale chambers were proven to allow faster in situ growth and in the same time, to study the kinetics of such growth within a confined environment. On the other hand, such approach enabled real-time optical monitoring of the in situ growth of such NWs. Finally, in the second part of the thesis, we propose a prospective study on the use of Micro-Opto-Fluidic devices for the measurement and analysis of micro-plastics in water which had been recently identified as one of the most dangerous polluting materials not only in sea water but also in industrial drinking water, La rareté de l'eau et la qualité de l'eau sont l'un des principaux problèmes auxquels est confronté l'être humain, dans le contexte du réchauffement climatique, de l'ère industrielle et de la pollution croissante qui y est ressédue. C'est l'une des principales causes de décès prématurés. Cette tendance soulève la nécessité de nouvelles approches pour la purification de l'eau et pour le contrôle de la qualité de l'eau. Cette thèse vise à contribuer aux deux aspects en tirant parti des micro- et nanotechnologies. Dans la première partie de la thèse, nous avons fait une étude fondamentale sur les nanofils d'oxyde de zinc (ZnO-NWs), qui est connu comme un matériau de photocatalyse approprié pour la purification de l'eau. L'utilisation de ce matériau à grande échelle nécessite des approches appropriées pour la fabrication et aussi pour la caractérisation. Nous proposons pour la première fois, le domaine spectral atténué la réflecmétrie (SDAR) comme méthode optique rapide, bon marché et non-invasive de caractérisation et de surveillance de la croissance des nanomatériaux. La méthode est démontrée ici pour les ZnO-NW qui sont cultivés verticalement dans la mode forestière aléatoire montrant qu'il n'est pas limité aux NW biens bien ordonnés. Nous montrons comment SDAR peut fournir, sur la base d'un spectre mesuré unique, des informations simultanées sur la longueur des nanofils, la densité des nanofils (par le biais du rapport nanofil/remplissage de l'air) et la qualité cristalline (par l'écart de bande). Nous avons utilisé SDAR avec l'ellipsomerie spectroscopique, tout en balayant les surfaces enduites, pour dévoiler les nonuniformités et les gradients de propriétés morphologiques sur les ZnO-NW, qui peuvent affecter le développement à grande échelle d'appareils basés sur ces NW. Par la suite, nous, par la suite, nous, nous a exploré la valeur ajoutée de l'utilisation de méthodes microfluidiques. D'une part, il a été prouvé que les chambres à micro-échelle permettent une croissance in situ plus rapide et, en même temps, étudient la cinétique d'une telle croissance dans un environnement confiné. D'autre part, une telle approche a permis une surveillance optique en temps réel de la croissance in situ de ces NW. Enfin, dans la deuxième partie de la thèse, nous proposons une étude prospective sur l'utilisation de dispositifs micro-opto-fluidiques pour la mesure et l'analyse des microplastiques dans l'eau qui avait été récemment identifié comme l'un des matériaux polluants les plus dangereux non seulement dans l'eau de mer mais aussi dans l'eau potable industrielle