La description actuelle des interactions fondamentales repose sur deux theories ayant le statut de modele standard. Les interactions electromagnetiques et nucleaires sont decrites a un niveau quantique par le Modele Standard de la physique des particules, alliant theories de jauge et brisures spontanees de symetrie par le mecanisme de Higgs. a l'oppose, l'interaction gravitationnelle est decrite par la relativite generale, basee sur une description dynamique de l'espace-temps dans un cadre classique. Bien que ces deux modeles soient verifies avec une grande precision dans le systeme solaire, ils sont affliges d'un certain nombre de problemes theoriques et manquent de force predictive aussi bien a l'echelle de Planck qu'a l'echelle cosmologique; ils ne sont par consequent plus percus comme fondamentaux. La cosmologie, dont la phenomenologie fait apparaitre ces deux echelles extremes, apparait alors comme un laboratoire privilegie pour tester les theories au dela de ces modeles standards. La premiere partie de cette these concerne l'etude des cordes cosmiques, defauts topologiques se formant lors de la brisure spontanee de theories de grande unification dans l'univers primordial. J'y montre notamment comment etudier ces defauts en prenant en compte la structure complete des theories de physique des particules dont ils sont issus, ce qui represente une avancee importante par rapport a la description courante en termes de modeles 'jouets' tres simplifies. La deuxieme partie de cette these consiste en la construction et l'etude de differentes theories de gravite modifiee liees au modele de Galileon, un modele tentant notamment d'expliquer la phenomenologie liee a l'energie noire. (auteur)