La simulation prédictive des chambres de combustion aéronautiques est confrontée actuellement à une difficulté. En effet, le combustible est injecté/pulvérisé sous forme liquide au niveau des injecteurs de chambre puis évaporé et mélangé au flux gazeux et enfin brûlé. Afin de décrire les propriétés aérothermochimiques, le rendement de la chambre et la formation des polluants, il est essentiel de bien décrire la phase liquide depuis son injection jusqu'à son évaporation. On ne dispose pas actuellement de modèle et de méthodes numériques permettant une simulation prédictive de ce phénomène. Dans ce contexte, peu après sa pulvérisation, la phase liquide se trouve sous la forme d'un brouillard de gouttelettes de combustible liquide et présente un large spectre de taille de goutte que l'on appelle polydispersion; nous nous concentrerons sur cette partie de l'écoulement. Il s'agit donc de développer des modèles afin de décrire cette phase dispersée et des méthodes numériques tout à la fois robustes et précises, mais aussi capables de s'adapter à des simulations sur des architectures parallèles. Une approche classique est l'approche Lagrangienne mais elle pose de nombreux problèmes, en particulier au niveau de l'optimisation. Nous proposons donc une alternative sous la forme d'un modèle Eulerien dit multi-fluide et les méthodes numériques et algorithmes associés selon quatre critères : 1- permettre de décrire la polydispersion des brouillards qui pilote la dispersion et l'évaporation des gouttes et in fine la répartition de carburant et la topologie de la fraction massique de combustible disponible pour la combustion, 2- préserver le lien avec un niveau cinétique de description où se situe une bonne représentation des phénomènes physiques élémentaires comme la coalescence de gouttes, 3- garantir une diffusion numérique limitée et une bonne précision de calcul par rapport à une approche Lagrangienne, 4- passer à l'échelle sur une architecture parallèle. Les résultats présentés sont issus de la thèse de S. de Chaisemartin (2009), d'un projet ANR JCJC 2005-2009 et d'un projet de recherche mené durant le Summer Program 2008 du Center for Turbulence Research de l'Université de Stanford.