La persistance d'une infection par un même papillomavirus humain à haut risque oncogène (HPV-HR) est le principal facteur de risque d'apparition et de progression des lésions précancéreuses et cancéreuses du col de l'utérus. La recherche des lésions précancéreuses et l'introduction des tests basés sur la détection des HPV-HR dans le dépistage ont permis de réduire l'incidence du cancer du col de l'utérus dans les pays développés. Un des enjeux actuels réside dans l'identification de nouveaux marqueurs qui permettraient d'améliorer le dépistage. Dans ce contexte, les objectifs de cette thèse étaient d'explorer l'histoire naturelle de l'infection par HPV-HR au travers de facteurs tels que la charge virale, l'intégration, l'expression des oncogènes viraux ou encore la méthylation du promoteur viral à partir de prélèvements biologiques et d'évaluer l'intérêt de ces facteurs en pratique clinique. Après optimisation et validation d'outils de biologie moléculaire, l'analyse de frottis cervico-utérins représentatifs de la progression des lésions du col de l'utérus a permis de mieux comprendre l'histoire naturelle de l'infection transformante par HPV16. Nos données confirment la valeur diagnostique de la charge virale, indiquent une méthylation tardive du promoteur viral et suggèrent que les niveaux d'expression des gènes viraux ne sont pas suffisamment robustes pour présenter un intérêt clinique. D'autre part, nos travaux ont mis en évidence de potentielles analogies de comportement virologique entre génotypes apparentés. Enfin, la caractérisation de tumeurs du canal anal à l'aide de nos marqueurs viraux a permis d'identifier une signature moléculaire des cancers associés à HPV16. / The main risk factor of precancerous and cancerous cervical lesions is a persistent infection with the same high-risk HPV (HR-HPV). Screening based on precancerous lesions and HR-HPV detection considerably reduced cervical cancer incidence in developed countries. A current challenge remains the identification of new biomarkers in order to improve cervical cancer screening. This work was conducted with the purpose of (i) exploring HR-HPV infection natural history through viral factors such as viral load, integration, viral oncogene expression and viral promoter methylation and (ii) evaluating the clinical value of these potential markers. After optimization and validation of several molecular biology methods, the analysis of cervical smears representative of the full spectrum of cervical diseases allowed a better knowledge of transforming HPVI6-infection natural history. Our data confirm the potential diagnostic value of viral load. show that HPVI6 promoter methylation seems to be a late event in cervical carcinogenesis, and suggest that viral oncogene expression levels are not robust enough to be transferred to clinical practice. Moreover, our data highlight similar molecular behavior between closely related HR-HPV genotypes. Finally, the characterization of anal tumors with markers identified a molecular signature pattern of HPVI6-associated tumors