Ce travail de these poursuit l'objectif d'une simulation numerique multiechelle d'un assemblage de reacteur a neutrons rapides. Malgre la puissance croissante des ordinateurs, la CFD fine complete d'un tel systeme demeure extremement couteuse dans un contexte de recherche et developpement. Nous proposons alors, une fois determine le comportement thermohydraulique moyen de l'assemblage, de reconstruire localement l'information aux fines echelles, l'ensemble de la demarche requerant un temps de calcul bien moindre qu'une simulation de la totalite de la structure. La description a l'echelle moyenne est obtenue soit par le formalisme de prise de moyenne volumique en milieu poreux, soit via une approche alternative historiquement developpee pour les assemblages de RNR-Na. Elle fournit des informations utilisees comme contraintes d'un sous-probleme de raffinement d'echelle, par l'intermediaire d'une technique de penalisation des equations de conservation locales. Ce sous-probleme exploite le caractere periodique de la structure en s'appuyant sur des conditions aux limites de periodicite des champs recherches ou de leur deviation spatiale. Apres validation des methodologies sur des applications modeles, nous entreprenons leur mise en oeuvre sur des configurations 'industrielles' qui demontrent la viabilite de cette approche multiechelle