Cette these vise a etudier le phenomene dit de 'cascades electromagnetiques cosmologiques'. Ces cascades sont typiquement generees dans le milieu intergalactique par l'absorption de rayons gamma sur les photons du fond optique / UV et par la production de paires electron / positron associes. Ces leptons eux-memes interagissent avec les photons du fond diffus cosmologique via diffusion inverse Compton pour produire de nouveaux rayons gamma qui eux meme peuvent s'annihiler, generant a partir d'un unique photon primaire toute une gerbe de photons et de particules secondaires. D'un point de vue observationnel, le developpement de cette cascade introduit trois effets: une deformation du spectre a haute energie, un retard temporel dans l'arrivee des rayons gamma et une extension de la taille apparente de la source. Les cascades electromagnetiques cosmologiques ont commence a etre etudiees dans les annees soixante. Mais ce n'est qu'a partir des annees 2010 avec l'arrivee du satellite Fermi (entre autres) et des observations dans la bande au GeV et au TeV que la discipline a explose. Le phenomene est particulierement important. D'une part il altere le spectre observe des sources rendant difficile la comprehension de la physique de ces dernieres. D'autre part les cascades se developpant dans le milieu extragalactique, elles sont tres sensibles a la composition de ce dernier (fond diffus de photons, champ magnetique). Or ce milieu etant tres tenu, il est difficile a etudier. Les cascades deviennent alors une formidable sonde pour acceder a sa comprehension et pouvoir en comprendre l'origine qui remonte au commencement de l'Univers. Pourtant les cascades cosmologiques sont un phenomene complexe faisant intervenir des interactions difficiles a modeliser (sections efficaces complexes) et le transport de particules dans un Univers en expansion (cosmologie). Face a cette complexite les expressions analytiques sont vite limitees et le passage au numerique devient inevitable. Dans le cadre de cette these un code de simulation Monte Carlo a donc ete developpe visant a reproduire aussi precisement que possible le phenomene des cascades. Ce code a ete teste et valide en le confrontant aux expressions analytiques. Grace a ce code, le role des differents parametres physiques impactant le developpement de la cascade a ete etudie de maniere systematique. Cette etude a permis de mieux comprendre la physique du phenomene. En particulier, l'impact des proprietes du milieu extragalactique (fond diffus extragalactique, champ magnetique extragalactique) sur les observables a ete mis en evidence. Finalement, une seconde etude a ete menee pour mesurer la contribution des cascades au fond gamma extragalactique. Des travaux recents montrent qu'une grande partie de l'emission diffuse a tres haute energie provient de sources ponctuelles non resolues (blazars en particulier). Ces sources gamma (resolues et non resolues) doivent en principe initier des cascades qui peuvent contribuer au fond diffus. En partant d'une modelisation de l'emission des blazars a differents redshifts, l'absorption et la contribution des cascades ont alors ete calculees a l'aide du code Monte Carlo. Les resultats montrent que la contribution des cascades au fond gamma extragalactique pourrait violer les limites Fermi mais l'exces doit encore etre confirme. (auteur)