L'objectif de cette thèse est de fournir puis d'exploiter des contraintes observationnelles relatives aux étoiles massives et à leurs explosions de supernova. Pour cela, nous nous intéressons à la signature de leur activité de nucléosynthèse et plus particulièrement au rayonnement de décroissance de plusieurs isotopes radioactifs produits et libérés à divers stades de leur existence : le 44Ti, l'26Al et le 60Fe. Grâce au spectromètre haute-résolution SPI embarqué sur l'observatoire spatial INTEGRAL, nous avons pu caractériser l'émission de raies gamma associée à la décroissance de ces trois radio-isotopes.<br />Dans un premier temps, nous nous concentrons sur l'émission de décroissance du 44Ti présent dans le vestige de supernova Cassiopée A. Le but de cette étude est d'obtenir, par une analyse spectrale du signal, une information sur la cinématique de l'ejecta de Cassiopée A. Une telle donnée pourrait alors nous renseigner sur le mécanisme incertain par lequel l'effondrement gravitationnel d'une étoile massive en fin de vie aboutit à une explosion de supernova.<br />Nous nous intéressons ensuite aux raies gamma de la décroissance de l'26Al et du 60Fe. Ces deux isotopes à longue durée de vie s'accumulent dans le milieu interstellaire autour des étoiles massives et donnent lieu à une émission galactique diffuse à 1809 et 1173/1332 keV respectivement. Les observations SPI de cette émission sont confrontées à un modèle de la nucléosynthèse galactique construit à partir des plus récents modèles stellaires. Un travail plus détaillé est alors consacré à la région du Cygne, qui abrite une forte concentration d'étoiles massives proches. Les données SPI obtenues sont comparées aux prédictions théoriques d'un code de synthèse de population et d'une simulation numérique de diffusion de l'26Al à l'intérieur de la superbulle soufflée par l'amas Cyg OB2.

The blue hypergiant Cyg OB2 12 (B3Ia+) is a representative member of the class of very massive stars in a poorly understood evolutionary stage. We obtained its high-resolution X-ray spectrum using the Chandra observatory. PoWR model atmospheres were calculated to provide realistic wind opacities and to establish the wind density structure. We find that collisional de-excitation is the dominant mechanism depopulating the metastable upper levels of the forbidden lines of the He-like ions Si xivand Mg xii. Comparison between the model and observations reveals that X-ray emission is produced in a dense plasma, which could reside only at the photosphere or in a colliding wind zone between binary components. The observed X-ray spectra are well-fitted by thermal plasma models, with average temperatures in excess of 10 MK. The wind speed in Cyg OB2 12 is not high enough to power such high temperatures, but the collision of two winds in a binary system can be sufficient. We used archival data to investigate the X-ray properties of other blue hypergiants. In general, stars of this class are not detected as X-ray sources. We suggest that our new Chandra observations of Cyg OB2 12 can be best explained if Cyg OB2 12 is a colliding wind binary possessing a late O-type companion. This makes Cyg OB2 12 only the second binary system among the 16 known Galactic hypergiants. This low binary fraction indicates that the blue hypergiants are likely products of massive binary evolution during which they either accreted a significant amount of mass or already merged with their companions.