Récemment, les nanotubes de carbone ainsi que les nanoplaquettes de graphène ont attiré à la fois universitaires et industriels en raison de leur capacité à apporter une amélioration spectaculaire des propriétés du composite. Au cours de cette étude, nous nous sommes concentrés sur des études expérimentales et informatiques des nanocomposites à base de polymères destinés à la protection passive des structures de génie civil. Le matériau considéré dans cette étude était constitué d'une matrice polyuréthane renforcée par différentes quantités de nanoparticules. Suivant différentes méthodes, différents renforts et matrices ont été utilisées pour la fabrication des nanocomposites. Plusieurs essais de traction ont été réalisés pour évaluer et caractériser le comportement des matériaux étudiés afin de choisir le protocole de fabrication approprié. En outre, un modèle éléments finis a été développé afin de parvenir à une détermination des paramètres relatifs aux matériaux testés dans le but de trouver un modèle général. L'étude du protocole de fabrication a conduit à une dispersion des nanoparticules par ultrasons plutôt qu'une agitation mécanique. Dégradants les propriétés de la matrice, la méthode de brassage mécanique ne répartit pas les nanoparticules, ce qui est un facteur important dans la nanorenforcement. Les résultats de cette étude indiquent qu'une quantité précise de nanotubes de carbone ou de nanoplaquettes de graphène pourrait entraîner une performance optimale. En effet, 0,5 % de nanotubes de carbone et 2 % de nanoplaquettes de graphène permettent d'obtenir les meilleures performances mécaniques. Toutefois, comparant ces deux optimums, les nanoplaquettes de graphène donnent les meilleures performances.