L'objectif de ce travail est de développer des outils numériques dédiés à la simulation de la propagation tridimensionnelle des fissures avec une prise en compte d'effets d'échelles d'ordre de grandeurs éventuellement très différents. Ainsi, dans le cadre de la simulation tridimensionnelle des fissures microstructurellement longues sollicitées en fatigue, nous souhaitons pouvoir coupler dans une même méthode numérique à la fois l'échelle de la structure, l'échelle de la fissure, et l'échelle des phénomènes non-linéaires proches de la fissure. Par exemple, la plasticité confinée, l'effet de refermeture doivent être pris en compte dans les modèles numériques afin de pouvoir identifier le comportement tridimensionnel des fissures, ou estimer la durée de vie en fatigue des structures. Dans ce contexte, une méthode multi-grille localisée, couplée à X-FEM avec représentation intrinsèque des fissures par fonctions de niveaux est proposée. Des simulations de propagation tridimensionnelle de fissure en fatigue en mode mixte sont présentées, ainsi que des comparaisons avec des techniques expérimentales d'imagerie tridimensionnelle.