Cette thèse cherche à modéliser la réponse dynamique des bâtiments à l’aide de méthodes robustes et simplifiées. En génie parasismique, l’évaluation de la réponse dynamique des structures est un enjeu majeur pour la prévision et la réduction de leur vulnérabilité. Deux approches sont couramment utilisées pour la conception et le diagnostic de vulnérabilité sismique des bâtiments. La première est basée sur l’évaluation de paramètres globaux, c’est-à-dire à l’échelle de la structure, tels que le déplacement en tête ou le déplacement inter-étages. Ces indicateurs de dommages globaux présentent l’avantage de pouvoir être estimés simplement et comparés à des mesures sous séisme. Par contre, ces méthodes mettent souvent en œuvre des modèles simplifiés qui ne prennent pas en compte certaines spécificités de la structure étudiée (e.g. un renforcement par matériaux composites). La deuxième approche, plus précise mais aussi plus coûteuse, consiste à réaliser des simulations numériques non linéaires détaillées pour accéder à des indicateurs de dommages à l’échelle locale, c’est-à-dire à l’échelle des matériaux, tels que les déformations, les contraintes, les variables d’endommagement. La comparaison de ces deux approches ayant montré des incohérences, cette thèse propose une stratégie d’analyse originale pour développer de nouveaux indicateurs de dommages. L’objectif est d’améliorer la corrélation entre les indices de dommages locaux et globaux en utilisant des méthodes simplifiées et avancées. Pour cela, un double changement d’échelles est réalisé en couplant la méthode d’homogénéisation (MH) et la méthode des éléments finis multifibres (MEM). La première méthode fait le lien entre, d’une part, la description à l’échelle de la structure (échelle globale) grâce à un modèle de «poutre» équivalente et, d’autre part, une échelle appelée intermédiaire correspondant à un étage du bâtiment. La nature du modèle de poutre ainsi que ses paramètres sont déterminés à partir d’une analyse statique d’un étage type, qui est ici modélisé avec des éléments finis multi-fibres. Cette deuxième méthode permet l’analyse à l’échelle des matériaux (échelle locale) des effets non linéaires contrôlant la réponse sismique globale de la structure. La stratégie de modélisation retenue conserve le lien entre les différentes échelles tout en limitant les coûts de calculs. Cette recherche est divisée en trois parties. La première présente l’implémentation de MH sur des structures réticulées complexes (structures comprenant plusieurs portiques par étage). La solution analytique de cette méthode a été développée et vérifiée dans des travaux antérieurs pour des cas plus simples (i.e. structures avec un ou deux portiques par étage). Une formulation enrichie de la méthode des éléments finis est également élaborée pour évaluer la réponse dynamique en dehors du régime harmonique en vue d’une meilleure implémentation numérique. Une deuxième partie propose, à partir de l’information obtenue au niveau global, la mise en œuvre de MEM sur le modèle numérique d’un étage et l’identification du niveau de dommage dans les matériaux ainsi que dans les éléments structuraux. Finalement, la troisième et dernière partie propose une stratégie qui pourra servir à l’avenir à définir des indicateurs d’endommagement capturant les effets à toutes les échelles décrites.