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L allumage d un moteur fusée cryotechnique (carburants liquides) est une phase critique. L objectif de cette thèse est de développer une méthodologie s appuyant sur la simulation aux grandes échelles (LES) pour étudier les phénomènes physiques impliqués dans un tel allumage. L intérêt de la méthode LES est de pouvoir capturer les couplages instationnaires entre la turbulence, les processus diphasiques et la cinétique chimique. L outil numérique est tout d abord validé sur des cas académiques et expérimentaux, puis appliqué à un moteur fusée réel. Une approche graduelle est employée: les différents cas de validation présentent une complexité croissante, permettant d isoler les processus physiques principaux. Ce travail de recherche montre que l approche de la simulation aux grandes échelles, dans un contexte de calcul massivement parallèle, peut être utilisée pour étudier une séquence complète d allumage dans un moteur fusée réel.