Les approches métagénomiques nous donnent un aperçu en profondeur du microbiome humain en une seule analyse, sans la nécessité d'avoir une connaissance a priori des contenus d'un échantillon. De plus en plus, elles deviennent un complément aux tests de routine, car leur approche ouverte est capable de détecter des organismes divergents qui ne font pas partie des tests de diagnostic standards. Les virus jouent un rôle important dans la santé humaine, étant à l'origine de plusieurs infections et maladies cliniquement relevantes. Pour les études présentées dans cette thèse, j'ai collaboré avec le laboratoire de virologie de l'Hôpital de l'Université de Genève pour élaborer des méthodes d'analyse permettant de mettre en évidence des séquences virales dans des données métagénomiques cliniques humaines (ezVIR2), dans le but de caractériser des maladies d'étiologie inconnue, suspectées d'être d'origine virale. Afin de mieux comprendre le rôle de chaque virus, nous avons d'abord évalué le virome sain d'un individu en analysant des échantillons métagénomiques de plasma, globules rouges et plaquettes de donneurs sains issus de la banque du sang de l'hôpital, ainsi que le liquide céphalorachidien d'individus sains, révélant que les anellovirus, pegivirus, et papillomavirus font partie d'un microbiome sain. Nous avons ensuite comparé ces résultats avec ceux obtenus à partir du virome du sang, du liquide céphalorachidien et des voies respiratoires de patients atteints d'une maladie d'étiologie inconnue, montrant la présence de pathogènes viraux. Plusieurs souches d'astrovirus ont été décrites en dehors de leur site d'infection typique (gastro-intestinal), suggérant leur implication probable dans une maladie de type méningite et infection disséminée. Nous avons également récupéré plusieurs dicistrovirus dans le sang d'enfants fébriles. Nous avons aussi évalué le rôle potentiel des virus ont dans la récupération des patients fortement immunodéprimés, en analysant le métagénome des transplantés de cellules-souches hématopoïétiques, contenant des infections de pegivirus à la fois persistantes et ayant une charge virale élevée. Ces infections n'ont pas interféré avec la guérison des patients. La dynamique entre humain et virus a également été au centre de notre étude, révélant des signatures spécifiques pour les souches de rhabdovirus lors d'une infection de l'épithélium des voies aériennes. Nous avons aussi évalué les signatures virales des patients atteints de la maladie de Kawasaki, ne montrant aucun lien entre les patients et décrivant uniquement des virus commensaux. Finalement, j'ai détaillé un cas de contamination complexe dans des échantillons cliniques, où un rhabdovirus a été identifié chez des patients souffrant de symptômes de méningite, une maladie généralement associée à des infections virales. Cependant, le vrai hôte de l'infection virale s'est avéré être une petite mouche qui contaminait ces échantillons. En résumé, nous avons développé le potentiel des approches métagénomiques dans un milieu clinique et l'avons utilisé avec succès pour décrire plusieurs cas d'infection, ainsi que pour comprendre ce qu'est le virome normal d'un individu.