Durant leur vie en réacteur, les gaines de combustible nucléaire composé d’alliage à base de zirconium subissent d’importantes modifications de microstructure et passent progressivement d’un alliage monophasé métallique à un matériau fortement hétérogène. La prédiction de la tenue mécanique de telles microstructures complexes nécessite une modélisation fine des mécanismes d’endommagement locaux (inter et intraphases). Au travers d’un modèle surfacique de traction-séparation, les approches numériques par zones cohésives permettent de rendre compte de ces mécanismes depuis l’amorçage des microfissures jusqu’à la rupture totale du matériau. Le présent travail consiste à étendre l’approche récemment proposée par [1,2] pour identifier les lois cohésives représentatives de composites à matrice métallique et à inclusions fragiles. Pour traiter ces applications à champs mécaniques hétérogènes et afin de construire des bilans d’énergie pertinents de l’initiation jusqu’à la rupture effective, les champs locaux de contraintes doivent être estimés en complément des champs cinématiques usuels. On propose ici d’estimer ces champs par une méthode d’identification utilisant les données cinématiques et thermiques issues de l’imagerie. La méthode proposée se base sur la minimisation d’une fonctionnelle de type « Erreur en Relation de Comportement » [3] dépendant de deux familles de paramètres : le champ de contraintes et les propriétés mécanique du matériau (élasticité, plasticité, endommagement). La procédure d’identification a été validée en élasticité sur des géométries et des discrétisations quelconques . La méthode est actuellement en cours d’extension à la plasticité endommageable et à la prise en compte de quantités énergétiques de nature calorimétrique (sources de chaleur).