Les outils numériques sont couramment utilisés par les entreprises de construction pour concevoir et valider les systèmes constructifs en vue de répondre aux exigences thermiques et environnementales des bâtiments. Dans le cas du bois massif, des disparités demeurent entre les simulations numériques et les données expérimentales vis-à-vis des transferts d’humidités. Leur bonne prise en compte est pourtant une donnée essentielle pour garantir la pérennité des ouvrages bois et assurer les performances thermiques de l’ouvrage. Ce travail vise à mieux comprendre les transferts d’humidités au sein du bois massif en vue d’améliorer la capacité prédictive des modèles. Ainsi, plusieurs dispositifs expérimentaux ont été développés pour étudier la dynamique des transferts d’humidité à l’échelle matériau à l’aide de l’imagerie X. Dans un premier temps, des expériences d’imbibition ont été menées pour étudier la migration capillaire dans des échantillons d’épicéa afin de reproduire une exposition à de l’eau liquide lors de la phase de construction. Les images tomographiques 3D ont permis de suivre le cheminement de l’eau et ainsi de mieux comprendre l’effet de l’anatomie sur les transferts. Dans un second temps, la dynamique des transferts d’humidité en conditions non‑isothermes a été étudiée en appliquant une séquence de sollicitations thermiques aux bornes d’un échantillon cylindrique se rapprochant des conditions rencontrées dans une paroi extérieure. L’évolution spatio-temporelle de la teneur en eau au sein de l’échantillon – initialement avec une teneur en eau homogène – a mis en évidence l’effet de la température sur la redistribution de l’humidité. Enfin, ces données expérimentales ont été confrontées aux valeurs issues de simulations numériques suivant différentes configurations illustrant les capacités prédictives et les limites des modèles utilisant une formulation macroscopique pour simuler les transferts couplés chaleur-masse dans le milieu poreux.