Ces dernières années, le changement climatique a fait l'objet d'un cri d'alarme et on a prédit un manque potentiel d'approvisionnement en énergie pour l'avenir. À cet égard, la communauté de la combustion est à la recherche de solutions abordables et durables pour résoudre ces problèmes. L'hydrogène vert est une alternative prometteuse pour décarboniser le mix énergétique actuel, puisqu'il peut être produit à partir d'électricité renouvelable. Néanmoins, son exploitation reste limitée en raison de ses caractéristiques de combustion uniques et la plupart des applications sont généralement limitées à 20%vol de H2 dans le mélange de carburant. Ce n'est que très récemment que nous avons assisté à la diffusion de nouvelles technologies qui permettent de maintenir une plus grande teneur en hydrogène. Dans cette optique, ce travail se concentre sur les aspects fondamentaux de la combustion de l'hydrogène en tant que partie de mélanges CH4/H2 ou pour des mélanges hydrogène-air purs, soit dans des flammes laminaires prémélangées, soit dans des conditions turbulentes non prémélangées. L'analyse de ces configurations est réalisée à l'aide d'outils expérimentaux et numériques afin de mettre en lumière les mécanismes fondamentaux liés à la combustion de l'hydrogène. Des expériences sont menées sur deux brûleurs pré-mélangés multi-perforés, conçus à l'origine pour des mélanges méthane-air, afin d'évaluer les limites de la substitution de H2 et d'étudier les risques potentiels qui y sont associés. Les résultats sont présentés au moyen de cartes de stabilité et l'impact de l'ajout d'hydrogène sur les limites de blow-off et de retour de flamme est ensuite analysé. Les mesures révèlent différents régimes de retour de flamme et plusieurs mécanismes de déclenchement en fonction de la teneur en H2. Deuxièmement, une LES haute fidélité est utilisée pour étudier l'impact d'une injection centrale d'hydrogène sur la fonction de transfert de flamme d'une flamme tourbillonnaire prémélangée méthane-air. Cette étude, validée sur des résultats expérimentaux, montre que la zone de recirculation centrale (CRZ) répond à des fréquences d'oscillation spécifiques, subissant un mouvement axial prononcé qui module la pénétration du jet central d'hydrogène. Cette interaction avec la structure de la flamme et la position de la racine de la flamme interfère avec la perturbation générée par les tourbillons hydrodynamiques versés au bord de l'injecteur, expliquant la tendance du FTF. Enfin, des LES haute-fidélité sont présentées pour des flammes H2-air non-prémélangées stabilisées sur un nouvel injecteur pour turbine à gaz nommé HYLON. Deux archétypes de flammes sont étudiés: l'un attaché à la lèvre de l'injecteur et le second stabilisé de manière aérodynamique. Une approche de modélisation pour les flammes non prémélangées est proposée et validée par rapport aux résultats expérimentaux. La structure de la flamme et les mécanismes de stabilisation de la flamme conduisant aux deux types de flammes sont examinés. La transition entre les flammes soulevées et les flammes attachées est étudiée.