La dématérialisation des données de santé a permis depuis plusieurs années de constituer un véritable gisement de données provenant de tous les domaines de la santé. Ces données ont pour caractéristiques d’être très hétérogènes et d’être produites à différentes échelles et dans différents domaines. Leur réutilisation dans le cadre de la recherche clinique, de la santé publique ou encore de la prise en charge des patients implique de développer des approches adaptées reposant sur les méthodes issues de la science des données. L’objectif de cette thèse est d’évaluer au travers de trois cas d’usage, quels sont les enjeux actuels ainsi que la place des data sciences pour l’exploitation des données massives en santé. La démarche utilisée pour répondre à cet objectif consiste dans une première partie à exposer les caractéristiques des données massives en santé et les aspects techniques liés à leur réutilisation. La seconde partie expose les aspects organisationnels permettant l’exploitation et le partage des données massives en santé. La troisième partie décrit les grandes approches méthodologiques en science des données appliquées actuellement au domaine de la santé. Enfin, la quatrième partie illustre au travers de trois exemples l’apport de ces méthodes dans les champs suivant : la surveillance syndromique, la pharmacovigilance et la recherche clinique. Nous discutons enfin les limites et enjeux de la science des données dans le cadre de la réutilisation des données massives en santé.