Dans de nombreux écoulements gazeux complexes, différents régimes peuvent coexister. En particulier, dans les écoulements hors atmosphère, à très grand nombre de Mach ou dans des micro systèmes (MEMS), la distance entre les particules de gaz peut être du même ordre de grandeur que la distance caractéristique du problème. Dans ce cas, les équations classiques de mécanique des fluides (Euler, Navier-Stokes) ne peuvent plus représenter correctement la dynamique. L'équation de Boltzmann est alors considéré. Il existe des méthodes efficaces pour résoudre ce type d'écoulement tel que des méthodes Monte-Carlo (DSMC) mais elles perdent en efficacité en approchant du régime hydrodynamique. Il est alors important de disposer d'outils permettant de résoudre ce type d'écoulement mêlant à la fois du régime raréfié et du régime hydrodynamique. Dans ce travail, nous nous intéresserons à deux modèles cinétiques (BGK et ES-BGK) simplifiant le terme de collision de l'équation de Boltzmann. Ces modèles, résolus avec une méthode aux vitesses discrètes (DVM) fournissent des solutions fiables pour une grande variété d'écoulements. Nous présenterons dans un premiers temps une nouvelle méthode sur grille cartésienne pour imposer avec une bonne précision les conditions aux parois tout en assurant une transition continue vers le régime hydrodynamique dans le cas d'obstacles mobiles. Ces modèles étant très couteux à résoudre, une méthode d'optimisation du temps de calcul sera ensuite proposé. Des validations 2D et 3D seront présentées ainsi qu'une méthode pour la simulation de transport de particules en milieux raréfiés.