Les enrobés bitumineux sont des matériaux hétérogènes, composés d'une matrice bitumineuse ayant un comportement viscoélastique, et des granulats possédant un comportement élastique. Le comportement de mélange final est influencé par le comportement du liant bitumineux qui est un matériau fortement thermosensible. Lors d'un essai de fatigue, les sollicitations cycliques font apparaître des dissipations énergétiques, ce qui cause une production de chaleur et par conséquent une diminution de module de rigidité du liant. Dans ce travail, à l'aide d'une modélisation numérique hétérogène par la méthode des éléments finis, la densité d'énergie dissipée localement dans la matrice ainsi que l'échauffement local, lors d'un essai de fatigue, sont calculés. Le résultat de cette modélisation montre que la densité d'énergie dissipée dans le film mince peut être jusqu'à 30 fois plus élevée que la valeur moyenne homogénéisée. Une évolution de la température plus importante à cet endroit peut être observée au début de l'essai et qui disparaitra au cours de temps grâce au transfert de chaleur vers les granulats.