Le 17 août 2017 a été détectée pour la première fois l'émission d'ondes gravitationnelles émise par un système de deux étoiles à neutrons qui se rapprochent rapidement et finissent par fusionner. Moins de deux secondes après, un sursaut court associé est observé dans le domaine des rayons gamma. Une importante campagne d'observations au sol et dans l'espace est alors déclenchée, qui a permis de détecter cette source dans les heures et jours qui ont suivi également dans le domaine visible, en rayons X et en ondes radio. Le résultat est une vision particulièrement détaillée d'un phénomène cataclysmique rare, et de ses conséquences. De manière remarquable, les observations correspondent très bien aux prédictions théoriques. En particulier, l'émission visible montre qu'après la fusion des deux étoiles à neutrons, de la matière riche en neutrons a été libérée à grande vitesse et a été le siège de réactions nucléaires conduisant à la formation d'éléments lourds (comme le platine, l'or ou l'uranium). L'origine mal comprise de ces éléments très rares est ainsi en partie expliquée. Dans cet exposé, je décrirai ces observations exceptionnelles, qui ouvrent une nouvelle façon de faire de l'astronomie, en expliquant ce qu'elles nous apprennent et en mettant l'accent sur la complémentarité entre les messagers gravitationnel et lumineux.