Les techniques optiques associées à des méthodes d'imagerie quantitative se sont considérablement développées ces dernières années. Ces techniques permettent d'obtenir, durant un processus de déformation, des champs discrets de mesures, précieuses, non seulement pour caractériser et identifier le comportement des matériaux, mais aussi pour mieux distinguer les effets «matériau» des effets «structure», à une échelle d'observation fixée par le(s) système(s) optique(s). Par exemple, la corrélation d'images de granularité donne accès à des mesures cinématiques et permet de juger du caractère homogène ou non des champs de déformation ; la thermographie infrarouge conduit à des mesures thermiques et renseigne sur la nature dissipative des mécanismes de déformation (viscosité, plasticité, endommagement, ...). Elle permet aussi de mettre en évidence l'existence de sources de chaleur de couplage qui traduisent une interaction forte entre états thermique et mécanique (thermodilatabilité, transition de phase, cristallisation, ...). Dans ce qui suit, nous souhaitons montrer que, parallèlement aux travaux théoriques et numériques concernant l'analyse multiéchelle du comportement des matériaux, il est intéressant et complémentaire d'utiliser de façon combinée ces techniques d'imagerie quantitative. Le présent article est structuré de la façon suivante : le paragraphe 2 rappelle brièvement le cadre de travail utilisé pour définir les sources de chaleur et le bilan d'énergie associés aux processus de déformation ; le paragraphe 3 évoque les principales caractéristiques des techniques d'imagerie développées ainsi que celles du système électronique de synchronisation des caméras infrarouge et visible ; enfin le paragraphe 4 illustre les potentialités des méthodes d'imagerie dans différents cas d'application. L'accent est mis sur le rôle de l'échelle d'espace dans la définition de certaines propriétés comportementales du matériau.