Les dégradations thermiques des bétons résultent de l'action simultanée du gradient thermique et de la vapeur d'eau présente dans le béton ou induite par l'exposition au feu. Dans la présente étude on s'intéresse essentiellement aux effets thermomécaniques induits par le gradient thermique. Des essais d'exposition au feu d'éprouvettes-dalle en béton à hautes performances munies de thermocouples ont d'abord permis d'observer et de répertorier les dégradations thermiques survenues au cours de l'exposition. Les thermocouples mesurent la température sur la face chauffée et en des points situés à différentes distances de celle-ci. Le cycle de chauffage appliqué suit une courbe d'évolution proche de la courbe standard ISO 834 de l'Eurocode 2. Les essais réalisés permettent d'obtenir, outre la mise en évidence des instabilités thermiques dans le béton, des résultats précieux pour entreprendre une modélisation numérique réaliste. La modélisation numérique de l'essai a ensuite été conduite en appliquant un chargement thermique de type température imposée jusqu'à 500°C sur l'une des grandes faces de la dalle et des conditions aux limites thermiques de type convection sur les autres. Les résultats des mesures thermiques recueillies préalablement permettent d'imposer proprement le chargement thermique et de caler le champ thermique calculé dans la dalle en des points déterminés et contribuent ainsi au réalisme de la modélisation numérique. La prise en compte des différentes symétries géométriques et de chargement du problème a permis de réduire la taille du modèle éléments finis. L'analyse thermomécanique est basée sur une loi de comportement d'endommagement isotrope. Au cours du calcul, les caractéristiques thermiques et mécaniques du matériau varient avec la température. Les premiers résultats montrent que le champ de contrainte est assez complexe et que le champ d'endommagement, d'abord localisé en début de chargement, tend par la suite à s'étendre à l'intérieur de l'éprouvette et sur les autres faces. Par l'étude de l'évolution des champs de température, de contraintes et d'endommagement, on tente de comprendre et d'expliquer au moins en bonne partie les dégradations thermiques observées au cours des essais.