Mes recherches ont eu pour but principal de trouver des signatures astrophysiques des trous noirs dans les systemes binaires d'etoiles. Comme je le montre dans ce travail, les astronomies X et semblent bien adaptees pour ces recherches. J'ai donc participe a la definition 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 Europeenne Integral, et enfin en etudiant la mission franco-italienne Simbol-X. Grace aux donnees recoltees par Sigma et Integral, j'ai etudie les systemes binaires contenant un trou noir de masse stellaire. Celui-ci accrete la matiere de de l'etoile compagnon donnant lieu a une emission X et, dont le processus d'emission, lie principalement a l'effet Compton sur les electrons chauds du plasma tombant dans le trou noir, est decrit dans ce memoire. Enfin, j'ai modelise cette signature X/ de trous noirs, en soulignant l'importance de prendre en compte le fait que les electrons tombent en chute libre dans le trou noir. Ce modele original est base sur des simulations Monte-Carlo en Relativite Generale."