Cette thèse présente plusieurs travaux de recherche qui visent à révéler l'architecture du génome humain et les interactions régulant l'expression des gènes. Elle souligne tout particulièrement les travaux innovateurs faits dans le domaine de l'annotation de la partie non codante du génome humain, connue pour générer de nombreuses molécules régulatrices comme les microARNs. Cette thèse aborde également les variations génomiques, observables entre les individus, qui peuvent être à l'origine de maladies à composantes génétiques ou qui prédisposent à l'apparition de maladies complexes dans un contexte environnemental défini. Plusieurs travaux démontrent le lien existant entre les variations génomiques et les variations phénotypiques, essentiellement étudiées au niveau de l'état transcriptionnel des gènes.