Les systèmes découpeurs d'images sont un nouveau type de spectrographes intégraux de champ pour l'instrumentation astronomique. Ce mémoire de thèse présente l'étude et la modélisation des performances de ces systèmes, basés sur un design optique comprenant un miroir découpeur. Ce dernier est constitué d'un empilement de slices, dont chaque surface active est sphérique et tiltée. Pour les instruments du JWST et du VLT, on a étudié deux technologies de fabrication et d'assemblage du miroir découpeur. La première, conçue en collaboration avec Cybernétix, présente un assemblage de slices en Zérodur maintenu par adhérence moléculaire. La deuxième, repose sur la technologie d'usinage diamant sur des métaux, en une pièce monolithique ou segmentée. Trois prototypes représentatifs de chaque technologie ont été testés sur banc optique à l'Observatoire de Lyon – rugosité, BRDF, profil de forme, alignement, grandissement du système, qualité image – et comparés aux spécifications de haut niveau. Une conclusion comparative des résultats obtenus est présentée afin d'orienter la meilleure technologie de découpeur d'images aux projets instrumentaux, qu'il s'agisse d'instruments mono ou multi-voies, au sol ou dans l'espace.