Ce travail a porté sur l'étude au laboratoire d'échantillons d'argilites, prélevés dans la couche d'argilites du Callovo-Oxfordien dans l'est du Bassin de Paris au droit du site du laboratoire souterrain de recherches in-situ. Ils ont été soumis à des sollicitations thermomécaniques en conditions humides avec un dispositif expérimental appelé microcellule CGI permettant de faire une observation visuelle de leur texture et de leur structure au cours des essais. D'autres moyens expérimentaux ont aussi été utilisés : essais pétrophysiques, rayons X, Microscope électronique à balayage. L'ensemble des résultats permettent de faire une distinction entre des échantillons prélevés à 445 m de profondeur, non loin du toit de la couche et des échantillons prélevés à 480 m de profondeur au milieu de la couche. Les argilites sont litées, leur densité est de l'ordre de 2,4. Elles contiennent environ 23% de carbonates, environ 1% de pyrite au toit et 1 à 2% au milieu. Les lames épaisses ont un comportement plutôt fragile. Celles du milieu sont plus déformables et sont plus sensibles à la température que celles du toit. L'initiation des fractures est liée aux hétérogénéités de la texture. L'altération des pyrites confère aux échantillons un comportement évolutif. Un modèle numérique simple (FLAC) permet d'en préciser certains aspects mécaniques. Ces résultats amènent à considérer que l'altération des pyrites doit être prise en compte comme une source supplémentaire d'endommagement susceptible de se développer dans le temps.