Les structures routières sont composées de couches en enrobés bitumineux collées entre elles au moyen d’une émulsion de bitume. Le collage assure une meilleure transmission de la charge du trafic au sein de la structure. Malgré l’importance de ce paramètre, il n’existe que très peu d’études sur le comportement thermomécanique de cette interface. L’objectif du travail a été d’étudier le comportement de cette interface sous l’effet de chargements répétés pour caractériser sa résistance en fatigue. L'appareil 2T3C a été utilisé avec des éprouvettes cylindriques creuses, composées de deux couches d’enrobés, collées entre elle, représentant une chaussée. Il permet d’appliquer des sollicitations en torsion et en traction/compression et utilise la corrélation d'images numériques (CIN) 3D pour l’analyse des champs de déformation dans l’éprouvette. Différentes configurations d'interfaces ont été étudiées. Des essais de module complexe en cisaillement, de non-linéarité et de fatigue en cisaillement ont été réalisés. Les résultats ont montré que les interfaces présentent un comportement viscoélastique linéaire ou une réponse Visco-élasto-plastique en fonction de l'amplitude de de la sollicitation à l'interface. Des modèles adaptés ont permis de reproduire l’évolution de la rigidité complexe d’interface en fonction de la fréquence et de la température. Les essais de fatigue ont également montré que le point faible des chaussées vis-à-vis du phénomène de fatigue en cisaillement se situe au niveau de l’interface et pas dans les couches bitumineuses. La modification du bitume avec le polymère styrène-butadiène-styrène (SBS) améliore également le comportement à la fatigue des interfaces.