Depuis une vingtaine d'années l'étude de la combinatoire du "mapping class group" d'une surface orientée et de ses interactions avec la structure des invariants de variétés de dimension 3 a porté de nombreux fruits. Beaucoup de ces travaux se sont faits depuis les invariants vers le "mapping class group", bien que des certains résultats récents de Lévine aillent dans l'autre sens. Dans cet exposé nous montrerons que n'importe quel invariant de sphères d'homologie peut s'interpréter naturellement comme la trivialisation d'une famille de 2-cocycles sur les sous-groupes de Torelli des mapping class groups. Cette interprétation permet de relier de nombreuses propriétés des invariants de sphères d'homologie à des structures classiques sur les cocycles des groupes de Torelli. En particulier ceci donne une construction élémentaire de l'invariant de Casson et de sa relation avec l'invariant de Rohlin.