Mes recherches ont eu pour but principal de trouver des signatures astrophysiques des trous noirs dans les systèmes binaires d'étoiles. Comme je le montre dans ce travail, les astronomies X et semblent bien adaptées pour ces recherches. J'ai donc participé à la définition d'instruments X et , tout d'abord dans le cadre de la mission franco-russe Granat/Sigma puis dans celui de la mission de l'Agence Spatiale Européenne Integral, et enfin en étudiant la mission franco-italienne Simbol-X. Grâce aux données récoltées par Sigma et Integral, j'ai étudié les systèmes binaires contenant un trou noir de masse stellaire. Celui-ci accréte la matière de de l'étoile compagnon donnant lieu à une émission X et , dont le processus d'émission, lié principalement à l'effet Compton sur les électrons chauds du plasma tombant dans le trou noir, est décrit dans ce mémoire. Enfin, j'ai modélisé cette signature X/ de trous noirs, en soulignant l'importance de prendre en compte le fait que les électrons tombent en chute libre dans le trou noir. Ce modèle original est basé sur des simulations Monte-Carlo en Relativité Générale.
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