Un certain nombre d'études ont étudié le lien entre cancer du sein et exposition aux dioxines et au cadmium. Toutefois, les résultats de ces études ne sont pas concluants et présentent des limites méthodologiques. L'objectif principal de cette thèse était de développer un indicateur spatial permettant d'estimer les expositions atmosphériques chroniques aux dioxines et au cadmium des femmes issues de la cohorte E3N en France, entre 1990 et 2008. Nous avons créé une base de données de 2620 sources de dioxines et 2700 sources de cadmium et estimé et géolocalisé leurs émissions. L'estimation des émissions à la source et leur localisation ont servi de base pour la construction de l'indicateur spatial. Nous avons identifié une sélection de paramètres permettant d'obtenir un accord « substantiel » entre les classifications des expositions des femmes de la cohorte E3N, localisées à l'adresse de résidence, estimées avec l'indicateur, et avec le modèle gaussien SIRANE. En utilisant le modèle SIRANE, nous avons également étudié la variabilité spatio-temporelle (1990-2008) des concentrations de dioxines et de cadmium sur la métropole de Lyon. Pour la première fois des concentrations modélisées ont été comparées à des mesures de concentrations de dioxines en air ambiant. L'indicateur développé dans cette thèse a été utilisé pour estimer le risque de cancer du sein associé à l'exposition atmosphérique aux dioxines dans une étude cas-témoins niché au sein de la cohorte E3N. Il est utilisé actuellement dans une étude sur le lien entre exposition au cadmium et risque de cancer du sein, et pourra être appliqué dans de futures études portant sur d'autres polluants ou d'autres pathologies / A number of studies have examined the link between breast cancer and exposure to air pollution, including dioxins and cadmium. However, the results of these studies are inconclusive and present a number of methodological limitations. The main objective of this thesis was to develop a spatial indicator to assess chronic atmospheric exposure to dioxins and cadmium of women from the E3N cohort in France between 1990 and 2008. We first performed an inventory and created a database of 2620 dioxins and 2700 cadmium emitting sources in France between 1990 and 2008 and estimated and geolocated their annual emissions. The location of the sources and their estimated emissions were used as the basis for the construction of the indicator. Combination of additional spatial parameters, allowed us to obtain a "substantial" agreement between the dioxin and cadmium exposure classifications of the E3N subjects geolocalised at their residential address, using the estimated bythe indicator and exposures estimates derived from the Gaussian model. We also evaluated the spatial-temporal variability of dioxin and cadmium concentrations over nearly two decades in the Lyon metropolitan area, taking into account a wide variety of source types. This is the first study comparing concentrations predicted by a dispersion model to dioxin concentrations measured in ambient air. The exposure indicator was used in a case-control study within the E3N cohort to estimate the risk of breast cancer associated with atmospheric exposure to dioxins. It is currently being used in another study on cadmium exposure and breast cancer risk and may be applied in future studies on other pollutants or pathologies