Les pièces obtenues par fonderie sont sujettes à la présence de défauts inhérents au procédé de fabrication qui sont des sites d'amorçage potentiel pour des fissures de fatigue. Bien que de récentes études aient été menées sur la propagation de fissures de fatigue internes, ces dernières restent bien moins étudiées que les fissures de surface. Ce travail propose donc d'étudier les mécanismes de propagation de fissures de fatigue internes grâce à la tomographie synchrotron. Afin de favoriser l'amorçage de ces fissures, les essais de fatigue ont été réalisés à très bas niveau de contrainte en régime gigacyclique. Une machine d'essai unique a été développée afin de procéder à des essais de fatigue ultrasoniques in-situ synchrotron. De plus, une technique non destructive de détection de l'amorçage de fissures internes basée sur une analyse fréquentielle du déplacement de l'extrémité libre de l'éprouvette par transformée de Fourier en temps réel a été mise au point. L'expérience réalisée a permis d'étudier la propagation de fissures de fatigue internes.