Les matériaux composites tissés 3D à matrice polymère ont une réponse mécanique sous chargement cyclique particulièrement complexe, intimement liée à leur microstructure tissée et au comportement mécanique de leurs constituants. Le travail présenté a pour objectif la mise en place d'une démarche de modélisation multi-échelle du comportement dissipatif de composites tissés 3D à matrice époxy et fibres de carbone. Cette démarche vise à interpréter la réponse dissipative moyenne du matériau sous chargement cyclique (auto-échauffement) et à faire le lien avec la microstructure du composite et le comportement mécanique de la matrice. Cet article se concentre sur la modélisation de la réponse mécanique dissipative de la matrice, qui est un des ingrédients essentiels de la modélisation multi-échelle. Le comportement mécanique de la matrice époxy est caractérisé à partir d'essais de fluage-recouvrement multi-paliers et d'essais d'auto-échauffement. Un modèle viscoélastique spectral non linéaire, formulé dans un cadre thermodynamique, est proposé pour décrire ce comportement. Le modèle identifié à partir d'un essai de fluage-recouvrement multi-paliers est en mesure de prévoir la dissipation sous chargement cyclique de la matrice en fonction du niveau de chargement appliqué