Pour situer l’origine d’une anomalie récurrente sur une coque en sandwich tri-couche rotomoulé, une analyse d’instabilité par voilement global est développée. Cette voie est suggérée par la caractérisation de la géométrie du défaut observé et par l’imprédictibilité de son apparition. Le problème thermomécanique est posé dans un cadre non-linéaire en se restreignant à l’évolution au refroidissement en phase solide après que la fraction cristallisée ait atteint le niveau de saturation. Dans le modèle proposé, les non-linéarités liées à l’évolution des propriétés matérielles en fonction de la température et celles associées au contact unilatéral moule/pièce sont considérées. La résolution du problème thermomécanique instationnaire est réalisée par la méthode des éléments-finis au moyen du code Abaqus/Explicit. Le recalage de l’évolution thermique est conduit par un schéma de prédiction-correction de la conductance sur l’interface de contact. Pour l’analyse de la stabilité sous l’effet du chargement thermomécanique, nous appliquons la méthode de perturbation linéaire et les résultats de simulation confirment bien la nature de défaillance suspectée. Les deux premiers modes de voilement calculés sont en bon accord avec les observations dans les conditions réelles du processus.