Le travail présente les développements successifs de la simulation eulérienne des bassins d'aération et des techniques de mesures expérimentales qui ont été développées pour caractériser les écoulements et le transfert d'oxygène dans ces bassins. La validation de la simulation est faite par comparaison des résultats numériques aux résultats expérimentaux et réalisée en eau claire sur un bassin pilote et un bassin industriel équipés d'agitateurs axiaux et de diffuseurs d'air en fines bulles. La qualité de la simulation est conditionnée par le choix des modèles numériques qui doivent être adaptés à la physique des bassins industriels : représentation de l'agitateur, bulles ellipsoïdales, dispersion du nuage de bulles et recirculations induites, effet de la pression sur le transfert d'oxygène et appauvrissement en oxygène des bulles. Les résultats de la simulation sont alors en accord avec les résultats expérimentaux pour les vitesses horizontales de circulation de l'eau et les vitesses d'oxygénation, ces deux paramètres étant les critères clefs du bon fonctionnement du bassin d'aération.