Dans cet article nous etudions les extensions non abeliennes d'un groupe de Lie G modele sur un espace localement convexe par un groupe de Lie N. Les classes d'equivalence de telles extensions sont groupees en celles qui correspondent a la classe des actions dites des actions exterieures S de G sur N. Si S est donne, nous montrons que l'ensemble correspondant Ext(G, N) S des classes d'extensions est un espace homogene principal du groupe de cohomologie localement lisse H) 2 SS (G, Z(N)) s . Pour chaque S une obstruction localement lisse Χ(S) dans un groupe de cohomologie H) 3 SS (G, Z(N)) S est definie. Elle s'annule si et seulement si il existe une extension correspondante de G par N. Un point central est que nous ramenons plusieurs problemes concernant des extensions par des groupes non abeliens a des questions sur des extensions par des groupes abeliens, qui ont ete etudiees dans des travaux anterieurs. Un outil important est une notion de module croise lisse, relevant de la theorie de Lie, α: H → G, que nous voyons comme une extension centrale d'un sous-groupe normal de G.