Les cytochromes P450 (CYP450) représentent les principales enzymes du métabolisme de phase I. Pour mesurer l'activité de ces CYP450, le phénotypage revêt une importance particulière en clinique car ces enzymes présentent une grande variabilité intra- et inter-individuelle pouvant influencer la réponse thérapeutique. Les principaux objectifs de cette thèse étaient d’identifier, développer et/ou valider des biomarqueurs urinaires ou plasmatiques pour évaluer de manière sûre et non invasive l'activité des CYP450 chez l’être humain. Plus précisément, certains biomarqueurs endogènes identifiés dans la littérature scientifique pour le CYP1A2 et le CYP3A4/5 ont fait l'objet d'études plus approfondies afin de pallier partiellement le manque de données cliniques nécessaires à leur validation. Par ailleurs, une analyse métabolomique non ciblée a été réalisée dans le but d’identifier de nouveaux marqueurs de l'activité du CYP2D6. Le présent travail représente une avancée dans la découverte et la mise en œuvre de biomarqueurs des CYP450 chez l'être humain.