Lors de la rentrée dans l'atmosphère d'une planète, un engin spatial, tel qu'une sonde par exemple, suit une trajectoire parfois complexe qui induit de nombreux phénomènes aérothermiques. De manière classique, outre le choc détaché provoqué par le mouvement du corps de rentrée, un écoulement de culot avec recirculations se met en place et évolue en fonction de la vitesse et de l'attitude de l'objet. Dans certaines situations, et à l'instar des rentrées de boosters réutilisables par exemple, l'angle d'incidence de l'objet par rapport à sa trajectoire peut être très élevé et ainsi induire une différenciation marquée entre les écoulements intrados et extrados qui peut provoquer l'apparition de phénomènes instationnaires. Enfin, tout objet rentrant dans l'atmosphère d'une planète subit un freinage important dû aux frottements des gaz atmosphériques qui engendre un échauffement de la paroi. Pour pallier cette élévation de température, et afin de garantir l'intégrité de la structure, un bouclier thermique protège la surface de l'engin. Face à des flux thermiques élevés, ce bouclier peut subir un phénomène d'ablation. Compte tenu de la structure hétérogène du matériau, il peut aussi se créer une ablation différentielle à la surface du bouclier thermique qui engendre des discontinuités entre les différents matériaux qui s'ablatent à des vitesses différentes. L'ensemble des phénomènes présentés ci-dessus constituent autant de composants et de défis à relever pour la simulation multiphysique de l'écoulement autour d'un objet en rentrée atmosphérique. Dans le cadre de ce post-doctorat, il s'agira de traiter les défis numériques liés au(x) maillage(s) des engins rentrants et aux méthodes numériques correspondantes. En effet et comme les phénomènes complexes mentionnés dépendent fortement de l'altitude et de l'attitude de l'objet, il devient nécessaire de pouvoir faire évoluer le maillage au cours de la simulation afin de capturer au mieux la physique. L'incidence de l'objet, entre autre, affecte directement l'emplacement des zones de recirculation de culot et/ou d'extrados, conduisant ainsi à un besoin de re-maillage de ces régions évolutives pour en capturer la physique. De même, l'ablation de la protection thermique conduit à une paroi mobile et déformable qu'il est primordial de suivre au cours de son évolution : dans les situations simples, les techniques classiques de grilles curvilignes structurées se déplaçant avec la paroi du solide ont fait leur preuve, mais lorsque l'ablation concerne un matériau hétérogène ou bien quand la géométrie de l'objet est tridimensionnelle, ces méthodes ne sont plus viables. Dans le cadre de cette étude, deux pistes pourront être envisagées. Afin de conserver un paradigme structuré, l'utilisation de technique d'Automatic Mesh Refinement (AMR) pourra être étudiée et des critères de raffinement adéquats pourront être proposés. Les recherches du côté de l'AMR pourront s'appuyer sur des travaux de thèses antérieures réalisées en collaboration avec le CEA. D'un autre côté, l'utilisation de maillages non-structurés multiéléments donnera accès à une myriade de technologies de déplacement et d'adaptation de maillage. Ces dernières permettront d'appréhender au mieux les déformations induites par l'ablation, les non-conformités introduites par l'ablation différentielle et les besoins de remaillage dynamique dans les régions de recirculation : en somme, tout ce qu'il est nécessaire de correctement décrire dans une simulation multiphysique de rentrée. L'étude des possibilités offertes par les maillages non-structurés pourra être l'occasion de collaborations avec d'autres équipes de recherche françaises intéressées par le sujet. Une extension aux géométries tridimensionnelles sera enfin à envisager et pourra éventuellement servir d'arbitre entre les deux stratégies, le cas échéant.