Température et humidité sont deux paramètres jouant un rôle majeur dans les processus d’altération des pierres. Pour étudier l’effet de ces paramètres sur la basilique Saint-Remi de Reims, une approche non invasive a été choisie. Le suivi environnemental (mesures de température et d’humidité relative) permet d’identifier des micro-climats sur le monument et des évènements typiques : jour ensoleillé, passage nuageux, jour pluvieux frais, jour pluvieux chaud et jour de gel. Afin d’évaluer le comportement de matériaux de la basilique dans des conditions réalistes, un dispositif expérimental reproduisant les variations de température et d’humidité des évènements typiques a été mis au point. Le suivi local de la déformation et de la température permet d’évaluer les contraintes thermo-hydriques générées. Deux calcaires sont ainsi analysés : la pierre de Courville (pierre d’origine) et la pierre de Savonnières (pierre de restauration) ainsi qu’un mortier de restauration, le Lithomex. La pierre de Courville présente globalement des contraintes élevées et localisées par rapport à la Savonnières, supposant une moins bonne durabilité du calcaire d’origine. D’autre part, de fortes contraintes à l’interface Savonnières-Lithomex laissent présager une moins bonne compatibilité entre ces matériaux. La pénétration de l’eau à travers la couche de Lithomex est cependant un point critique pour aborder la durabilité du mortier sur les calcaires. Plus proches de la réalité que des tests classiques et adaptés aux conditions particulières de la basilique, les conditions expérimentales réalistes permettent d’obtenir des informations pertinentes sur les possibles altérations des pierres.