Des apparitions de séries de nids de poule ont été observées dans les enrobés bitumineux (EB) lors des derniers hivers, caractérisés par des événements successifs de la pluie et de la température négative. Un mécanisme spécifique lié au comportement de l'EB contenant de l'eau à basse température est considéré comme le responsable de l'apparition de ces dégradations. Dans ce contexte, deux types d'essais expérimentaux ont été investigués pour la compréhension du comportement de l'EB partiellement saturé d'eau et soumis à des variations de température inférieures à zéro degré Celsius. Ceux-ci ont été effectués respectivement en condition de traction libre, mais aussi de déplacement nul. La déformation est mesurée alors que la température diminue. Les résultats expérimentaux montrent l'existence d'une déformation de gonflement et d'une contrainte induite due au changement de phase de l'eau du liquide au solide. Ces résultats sont présentés dans cet article et les essais sont modélisés en utilisant une loi thermo-viscoélastique avec une déformation de gonflement supplémentaire.