Karierę reprezentacyjną Dia rozpoczął od występów w młodzieżowych reprezentacjach Francji. Zaliczył jeden mecz w kadrze U-18, 11 meczów i 2 gole w kadrze U-19 oraz 3 mecze w kadrze U-21. Wybrał jednak występy w dorosłej reprezentacji Senegalu i 8 czerwca 2008 zadebiutował w niej w zremisowanym 0:0 meczu z Gambią (wszedł na boisko w 61. minucie za Frédérika Mendy'ego), rozegranym w ramach eliminacji do Mistrzostw Świata 2010 i Pucharu Narodów Afryki 2010.