Les ondes gravitationnelles, prédites par la relativité générale depuis 100 ans, sont un nouveau moyen d’observer l’Univers. En 2015, les ondes gravitationnelles associées à la fusion de deux trous noirs d’une trentaine de fois la masse du soleil ont été détectées par les interféromètres LIGO/Virgo. Les très nombreuses sources d’ondes gravitationnelles inaccessibles pour les observatoires au sol (binaires de trous noirs supermassifs, binaires galactiques, etc) seront observées par le future interféromètre spatial LISA (Laser Interferometer Space Antenna), mission large de l’Agence Spatiale Européenne et par la chronométrie de réseaux de pulsars. Leurs observations révolutionneront très probablement nos connaissances en astrophysique, physique fondamentale et cosmologie.
Après une description des ondes gravitationnelles, les sources émettrices (trous noirs, étoiles à neutrons, naines blanches, Univers primordial, etc) seront passées en revue. L’observatoire spatial LISA sera ensuite exposé ainsi que les potentialités de découverte scientifique qu’il offre. Enfin la chronométrie par un réseau de pulsars sera présenté ainsi que la prochaine potentiel découverte qui se profile grâce à ce système d’observation.