De nombreux écoulements, naturels comme industriels, mettent en jeu une phase dispersée, solide, liquide ou gazeuse, dans un fluide porteur. Dans cette thèse, nous nous intéressons à la dynamique des écoulements turbulents contenant des bulles millimétriques, afin d’améliorer la compréhension des scénarios d’accidents concernant les réacteurs à eau pressurisée. Ces écoulements présentent des fluctuations radicalement différentes des écoulements monophasiques. Celles-ci résultent à la fois de l’agitation induite par les bulles (BIA pour “Bubble Induced Agitation”) et de la turbulence induite par le cisaillement (SIT pour “Shear-Induced Turbulence”). Notre objectif est de comprendre comment ces deux mécanismes se combinent, à l’aide de simulations numériques directes (DNS) effectuées dans une boîte périodique.L’interaction entre BIA et SIT dépend du rapport entre les énergies de ces deux contributions, mais aussi de la plage de nombres d’onde où l’énergie de chacune est distribuée. Nous avons choisi de représenter la SIT par une turbulence homogène isotrope stationnaire (HIT pour “Homogeneous-Isotropic Turbulence”) obtenue par un forçage aléatoire des grandes échelles. La BIA est produite par un essaim homogène de bulles en ascension, dont le diamètre est choisi pour se situer dans la gamme d’échelles de la zone inertielle de la HIT. La puissance produite par le forçage de la HIT est maintenue constante, tandis que la puissance injectée à travers les bulles par la force de flottabilité est modifiée en changeant la fraction volumique de gaz : α =0, 0.03, 0.06 et 0.12.Les statistiques des fluctuations sont analysées en détail, en portant un intérêt particulier à la dynamique, dans le domaine spectral, de l’énergie cinétique et des termes de son bilan. Un soin particulier a été apporté à la justification de la pertinence des spectres des champs décrivant le mélange diphasique, en présence des singularités aux interfaces causées par la tension de surface et la discontinuité de la masse volumique. Dans les simulations de la BIA pure (sans forçage de la HIT), les fluctuations sont dominées par les sillages des bulles en interaction. L’énergie produite par la flottabilité est concentrée autour de la taille des bulles, transportée vers les petites échelles par les termes d’inertie et de tension de surface, puis dissipée par les termes visqueux. L’absence de séparation d’échelle entre la production et la dissipation est responsable d’une évolution en k^-3 sur une plage limitée du nombre d’onde k. Les simulations couplées, en présence de HIT et de BIA, correspondent à des situations où le rapport entre la production par les bulles et celle par le forçage turbulent est plus ou moins grand que l’unité, selon la valeur de α. Dans tous les cas, le mouvement de bulles et les fluctuations du liquide à des échelles plus grandes que les bulles sont dominés par la HIT. En revanche, la BIA imprime sa marque aux échelles plus petites en gardant une dynamique propre, peu influencée par la HIT.Ces résultats ouvrent des pistes concrètes à l’amélioration des modèles de turbulence en écoulement à bulles qui incluent une description des contributions de la BIA et de la SIT.