Dans cette these, l'apport le plus important a consiste en l'implementation d'algorithmes modernes adaptes aux architectures massivement paralleles, dans un logiciel industriel dedie aux etudes de surete nucleaire, le code Cathare. Ce logiciel est dedie a la simulation des ecoulements diphasiques au sein d'un reacteur nucleaire en conditions nominales ou accidentelles. L'implementation de ces nouvelles techniques represente en soi une contribution importante dans la physique des reacteurs car il permettra de determiner, avec un temps de calcul reduit et de facon precise, l'etat du coeur au cours d'accidents graves. Un effort particulier a ete mene pour paralleliser de maniere efficace la variable temporelle par l'algorithme parareel. Pour cela, nous avons propose une methode parareelle qui integre de facon plus optimisee la presence de schemas en temps multi-pas. En effet, cette famille de schemas permet d'obtenir une approximation d'ordre superieur a celui d'un schema en temps a un pas. Cependant l'initialisation de la propagation en temps en chaque fenetre doit etre choisie avec soin. L'idee principale de ce nouveau schema est de definir une approximation consistante des solutions permettant l'initialisation des propagations en temps, permettant ainsi a l'algorithme de converger vers la solution avec la precision voulue. Cette methode a ensuite ete appliquee sur deux cas tests representatifs des defis numeriques rencontres dans la simulation des ecoulements diphasiques dans le cadre des etudes de surete nucleaire. La seconde partie de cette these est consacree au developpement de methodes numeriques permettant de traiter les difficultes numeriques specifiques aux modeles diphasiques avec un temps de calcul reduit. Dans cette partie, on developpe un cadre d'analyse rigoureux pour l'etude des schemas volumes finis sur grille decalee comme celui utilise dans le code Cathare. Les schemas decales sont en pratique plus precis pour les fluides quasi incompressibles et sont couramment utilises dans la communaute thermohydraulique. Cependant, pour les fluides compressibles, les etudes de stabilite ont ete historiquement menees par une approche heuristique et par le reglage de parametres numeriques. Cette question est abordee par l'analyse des operateurs de diffusion numerique qui permettent de porter un nouveau regard sur les schemas decales. Cela nous permet de montrer que les schemas decales classiques sont lineairement stables L 2 uniquement lorsque les vitesses sont de signe constant. On propose une classe de schemas decales lineairement stables L 2 ainsi qu'une classe de schemas decales entropiques. Ces nouvelles classes sont construites a l'aide d'un operateur de diffusion numerique particulier et sont mieux adaptees aux modeles diphasiques pour lesquels les vitesses phasiques changent frequemment de signe. Ces methodes ont ete appliquees au systeme d'Euler isentropique sur des cas tests analytiques et nous pensons que les developpements actuels permettront a l'avenir son utilisation dans des cas plus realistes et complexes, comme la simulation des ecoulements diphasiques au sein d'une installation nucleaire