Avec la multiplication des antennes radios, due à l’augmentation des abonnés et aux nouveaux services et usages, l’exposition aux ondes électromagnétiques est devenue un sujet interpellant toute une catégorie de personnes, notamment les collectivités locales, les opérateurs, les associations, etc. Dans le domaine de l’exposition des populations aux champs électromagnétiques radiofréquences en milieu urbain, la modélisation numérique a pris depuis quelques années de plus en plus d’importance du fait de la montée en puissance des outils de calcul et de la quantité et qualité des données topographiques disponibles. Elle est utilisée conjointement avec plusieurs types de mesures pour l’analyse et la gestion de risques, comme support d’aide à la décision publique, comme méthode réglementaire et plus largement pour la concertation entre public, industriels, collectivités territoriales, associations, etc. Les résultats de ces méthodes ont donc de plus en plus d’importance. Ce manuscrit permet d'améliorer les connaissances sur la quantification de l'exposition due aux antennes relais en associant mesures et simulations et en prenant en considération la notion de variabilité du champ électrique.Une première partie du travail a permis de déterminer les avantages et les limites des méthodes de calcul, et de même pour les mesures, dans le cadre de l'évaluation de l'exposition à l'échelle urbain. Une seconde partie du travail a consisté à caractériser la variabilité spatiale et temporelle de l'exposition réelle, un point essentiel du fait de la grande variabilité du champ électrique et de la difficulté de trouver un indicateur pertinent pour quantifier l'exposition réelle. / With the increasing number of mobile phone users, new services and mobile applications, the proliferation of radio antennas has raised concerns about human exposure to electromagnetic waves. This is now a challenging topic to many stakeholders such as local authorities, mobile phone operators, citizen and consumer groups, etc. The assessment of human exposure to radiofrequency electromagnetic fields in the urban environment is mainly based on numerical modeling. The improvement of computational tools together with the quantity and quality of available topographic data has strongly promoted this approach. Numerical modeling is now used in combination with several types of measurements to perform risk analysis and management. It is the basis of decision-making tools and local regulations. It is also used during consultations between the public, the industry, local authorities, governments and associations. The results of these methods are therefore increasingly important. This research contributes to gain knowledge about quantifying the human exposure from base stations through the combination of measurements and simulations, while taking into account the concept of variability of the electrical field. A first part of this work establishes the benefits and limitations of computational methods as well as measurements when assessing exposure to electric fields in urban environment. A second part of this work is aimed at characterizing the spatial and temporal variability of the actual exposure, which is a very important requirement because of the high variability of the electrical field and the difficulty of finding a relevant indicator to quantify the real exposure.