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Orientador: Vicente Roberto Dumke / Dissertaçao (mestrado) - Universidade Federal do Paraná / Resumo: O presente trabalho teve por objetivo a análise do comportamento plástico de amostras de LiF submetidas à implantação iônica e radiações (Raios-X e Raios-Gama). O estudo foi realizado através da associação entre as técnicas de dureza Vickers modificada (Hv*, fotoelasticidade e ataque químico. Esta combinação revelou-se muito útil em função da maior quantidade de informações obtidas, principalmente, quando o uso de uma única técnica é de certo modo limitada nas medidas de variação da plasticidade de amostras cristalinas. Desta combinação, foi possível obter-se a relação gama= l/d onde l é a medida do alcance do padrão de distribuição das discordâncias e d é a diagonal de impressão, que é muito mais ampla nas informações sobre o comportamento plástico das amostras estudadas. A partir dos resultados obtidos, verifica-se que existe uma alteração bastante significativa na plasticidade das amostras implantadas e das irradiadas. Esta modificação no comportamento plástico produz na superfície das amostras de LiF implantadas, uma fragilização de caráter anisotrópico. Entretanto , nas irradiadas esta não foi verificada nas doses usadas. Nas amostras implantadas com N+2 é verificada a validade da relação l alfaP0,5 dentro dos limites de dose usadas(1x10^13 íons/cm2 a 1x10^17 íons/cm2 ). Podemos ainda relacionar nas mesmas a mobilidade das discordâncias com a dose recebida, através da relação ln D alfa l. Para as amostras irradiadas também foi possível verificar a validade da segunda relação. / Abstract: The present works objective is the analysis of plastic behaviour of LiF samples subject to ionic implantation, X and gama irradiation. Modified Vickers hardness (Hv*p), photoelasticity and chemical etching tecniques were employed to develop this study. This combination, itself, reveals to be useful due to the larger amount of information obtained, mainly because when only one technique is used, the measurement of variations in plastic behaviour of crystal samples is limited. From this combinations, it's possible to attaim the gama = l/d relation, that offers more extensive informations about the plasticity of the studies samples, where l. is the measure of the dislocation range and d is the measure of the piramidal edge. This work results a significant change in the implanted samples plasticity and this also happens in the irradiated samples. These modifications in the plastic behaviour render the samples fragile, although anisotropic, only for LiF. This does not happen in the irradiated samples in the used doses. In the samples implanted from 10^13 ions/cm2 to 10^17 ions/cm2 of N2+ the validity of the l alfa P^0,5 relation is verified and a new relation of ln D alfa l is established.

L'objectif de ce travail est le développement d'une méthode numérique pour simuler la diffusion de défauts cristallographiques mobiles dans les métaux irradiés, ainsi que leur absorption par les puits, afin de mieux anticiper l'évolution microstructurale de ces matériaux. Un intérêt particulier a été porté au cas de l’interaction entre les défauts ponctuels et les dislocations.Les méthodes de champ de phases sont bien adaptées à ce problème, puisqu’elles peuvent tenir compte des effets élastiques des dislocations sur la diffusion de ces défauts dans les cas les plus complexes. Le modèle de champ de phases présenté dans ce travail a été adapté pour prendre en compte la création des défauts par irradiation ainsi que leur absorption par les cœurs de dislocation à l’aide d’un nouveau paramètre d’ordre associé à la morphologie du puits. La méthode a d’abord été validée dans différents cas de référence en comparant les forces de puits obtenues numériquement aux solutions analytiques disponibles dans la littérature.Elle a ensuite été appliquée aux dislocations dans le zirconium en faisant varier leur orientation, et en tenant compte des propriétés anisotropes du cristal et des défauts ponctuels, obtenus récemment par des calculs à l'échelle atomique.L'analyse des résultats démontre que l'anisotropie de forme des défauts ponctuels favorise l'absorption des lacunes par les boucles basales, ce qui est cohérent avec la croissance du zirconium sous irradiation expérimentalement observée.Enfin, l'étude rigoureuse des boucles de dislocation révèle que les simulations par champ de phases sont plus précises que les solutions analytiques dans des domaines de densités réalistes. / The aim of this work is to develop a modelling technique for diffusion of crystallographic migrating defects in irradiated metals and absorption by sinks to better predict the microstructural evolution in those materials.The phase field technique is well suited for this problem, since it naturally takes into account the elastic effects of dislocations on point defect diffusion in the most complex cases. The phase field model presented in this work has been adapted to simulate the generation of defects by irradiation and their absorption by the dislocation cores by means of a new order parameter associated to the sink morphology. The method has first been validated in different reference cases by comparing the sink strengths obtained numerically with analytical solutions available in the literature. Then, the method has been applied to dislocations with different orientations in zirconium, taking into account the anisotropic properties of the crystal and point defects, obtained by state-of-the-art atomic calculations.The results show that the shape anisotropy of the point defects promotes the vacancy absorption by basal loops, which is consistent with the experimentally observed zirconium growth under irradiation. Finally, the rigorous investigation of the dislocation loop case proves that phase field simulations give more accurate results than analytical solutions in realistic loop density ranges.

Le titane et ses alliages sont très largement étudiés en raison de leur grande utilisation dans l'industrie chimique, les implants médicaux et les industries aérospatiales. Vu le rôle important dans la déformation plastique, le maclage a été largement étudié dans les métaux hexagonaux L'état de contrainte locale peut être modifié par maclage, ce qui influence les modes séquentiels de déformation tels que le glissement, le maclage et le maclage secondaire Ainsi, il existe une demande urgente pour comprendre le mécanisme associé à la déformation induite par maclage, utile pour le développement de modèles prédictifs qui peuvent décrire les événements ultérieurs induits par maclage, ainsi que leurs corrélations avec les microstructures. Dans ce travail, l'analyse cristallographique de la sélection de variantes de macles et des jonctions macle-macle (TTJ= twin-twin junction) est appliquée sur du titane commercialement pur. Un nouveau mécanisme de maclage séquentiel, où les macles {101̅2} sont stimulées par des jonctions macle {112̅1}-macle, est observée par EBSD quasi in situ. Un autre mécanisme de maclage séquentiel a été trouvé lorsque le maclage de compression {112̅2} contient une macle d'extension {101̅2} près des joints de grain à forte désorientation. L'accommodation est utilisée pour déterminer le variant de macle séquentiel lorsque le facteur de Schmid classique (SF) n'est pas suffisant. En outre, une analyse détaillée des 425 macles secondaires {101̅2} détectées dans les macles {11 2̅ 2} primaires révèle que les deux variants de macles qui présentent une désorientation spécifique par rapport aux grains parents sont les plus fréquentes. Il est possible de justifier la prévalence des macles secondaires avec un mécanisme de nucléation aidée par les dislocations prismatiques. Lorsqu'il est complété par une analyse SF généralisée, le critère peut prédire avec précision la sélection entre deux variants dans le groupe des macles secondaires les plus fréquentes. Lorsque plusieurs variants de macles sont actifs dans le même grain, des interactions macle-macle peuvent se produire. Les jonctions macle {112̅2}-macle peuvent être divisés en trois types selon la cristallographie des macles {112̅2}. Une analyse statistique de ces interfaces révèle qu'un seul type est le plus fréquent tandis que les autres types sont rarement activés. La fréquence des TTJ peut être évaluée en utilisant une analyse SF généralisée. Il en ressort que les interfaces macle-macle (TTB= twin-twin boundary) ne se forment que d’un côté de la macle. Concernant la formation de TTBs basée sur les interactions des dislocations de macle, les dislocations d'interface dans les TTBs observées ont une énergie de ligne inférieure à celles des TTB non observées. Une opération similaire est appliquée à l'analyse de {112̅1} TTJs / Titanium and its alloys have been extensively investigated due to their wide application in chemical industry, medical implants and aerospace industries. As a significant role in plastic deformation, twinning has been widely studied in hexagonal metals. The local stress state may be modified by twinning, which influences sequential plastic deformation modes such as slips, twinning and secondary twinning. Thus, there is also an urgent demand for understanding the mechanism associated with the twinning-induced deformation, which is useful for the development of predictive capabilities that can describe twinning and twinning-induced sequential events, and their correlations with microstructures. In this work, crystallographic analysis of twin variant selection and twin-twin junctions is applied in commercially pure titanium. A new sequential twinning mechanism that {101̅2} twins are stimulated by the {112̅1} twin-twin junctions (TTJs) is observed by quasi in-situ EBSD. Another sequential twinning mechanism that a {112̅2} compression twin adjoins a {10 1̅ 2} extension twin is found at high angle grain boundaries. Displacement gradient accommodation is used to determine the sequential twin variant while the classical Schmid factor (SF) is not sufficient. Besides, a detailed analysis of the detected 425 {101̅2} double twins inside primary {112̅2} twins reveals that the double twin variants that exhibit specific misorientation with respect to the parent grains are the most frequent. The prevalence of double twins is possible to justify with the prismatic-dislocation mediated nucleation mechanism. When complemented with an apparent SF analysis, the criterion can accurately predict the selection between two variants within the group of the popular double twins. When multiple twin variants are active in the same grain, twin-twin interactions may happen. {112̅2} TTJs can be divided into three types according to the crystallography of {112̅2} twins. A statistical analysis of {112̅2} TTJs reveals that one type is the most popular while other types are rarely activated. The frequency of TTJs can be evaluated by using an apparent SF analysis. The interesting finding is that twin-twin boundaries (TTBs) form in one side of the incoming twin as a TTJ forms. Corresponding to the formation of TTBs based on the interactions of twinning dislocations, interface dislocations in the observed TTBs have lower line energy than those in the un-observed TTBs. Similar operation is applied to the analysis of {112̅1} TTJs

La technique Imagerie par Contraste de Canalisation d’Électrons (ECCI) est utilisée dans le Microscope Électronique à Balayage (MEB) pour contraster et caractériser les défauts cristallins, tels que les dislocations. Ces dernières génèrent, en effet, différents contrastes selon l’orientation du faisceau incident par rapport aux plans cristallins {hkl} : dislocation brillante ou noir/ blanc sur un fonde sombre, dislocation noir sur un fond clair…Des modèles théoriques, basés sur la théorie dynamique de la diffraction, ont d’abord été, développés afin de décrire les contrastes produit d’un cristal parfait. Ensuite, ils ont été étendus au cas d’un cristal imparfait. Néanmoins, ces modèles théoriques ne proposent aucun calcul détaillé et aucune expression analytique. Dans cette thèse, nous développons une approche théorique originale pour modéliser les profils d’intensité BSE dans un cristal contenant des dislocations parallèles à la surface. Dans ce sens, nous proposons une modélisation pour différentes conditions de diffraction. Dans un deuxième temps, pour comprendre les mécanismes de formation des images ECC des dislocations, nous confrontons nos résultats expérimentaux aux profils théoriques obtenus. Finalement, nous présentons une nouvelle approche afin de comprendre les mécanismes de déformation des matériaux au voisinage des interfaces. Cette méthodologie consiste à caractériser les zones d’intérêts par ECCI avant et après avoir introduit localement une déformation plastique par nanoindentation. Ici, nous nous concentrons sur le cas d’un alliage à base de TiAl. / The Electron Channeling Contrast Imaging (ECCI) is a Scanning Electron Microscope (SEM) technique used to contrast and characterize crystalline defects, such as dislocations. These latter generate, in fact, different contrasts according to the orientation of the incident beam with respect to the crystalline planes {hkl}: bright or black/white on a dark background, black on bright background…Theoretical models, based on dynamical diffraction theory, were first developed to describe the contrasts produced by a perfect crystal. Then, they were extended to the case of an imperfect crystal. Nevertheless, such theoretical models do not propose any detailed calculation and any analytical expression. In this thesis, we develop an original theoretical approach for modelling BSE intensity profiles in a crystal containing dislocations parallel to the surface. In this sense, we propose modelling for different diffraction conditions. Secondly, in order to understand the mechanisms of the formation of dislocation ECC images, we confront our experimental results with the obtained theoretical profiles. Finally, we propose a new approach for understanding the deformation mechanisms of materials near interfaces. This methodology consists in characterizing the areas of interest by ECCI before and after introducing, locally, the plastic deformation by nanoindentation. Here, we focus on the case of a TiAl bases alloy.

Dans le but de parvenir à comprendre le rôle des joints de grains sur la déformation des polycristaux, il est nécessaire d’étudier finement le comportement des bi-cristaux. Dans cette étude, une approche expérimentale innovante basée sur la fabrication et l’étude du comportement mécanique et de la plasticité cristalline de micro-piliers bi-cristallins est combinée à une approche de modélisation micromécanique. Cette approche théorique est basée sur la théorie continue des dislocations dans laquelle les dislocations stockées au joint de grains sont décrites par une distribution continue de dislocations interfaciales. Ce modèle fournit des expressions analytiques explicites des champs de contraintes et de rotations du réseau dans le cas d’un bi-cristal infini avec un joint plan. Les contributions des différentes sources d’incompatibilité sont mises en évidence en raison des anisotropies élastique et plastique liées aux différentes orientations cristallines. Des calculs éléments finis ont permis de valider l’approche dans une zone proche du joint de grains et distante des surfaces libres du micro-pilier. L’analyse expérimentale est basée sur des essais de compression menés à température ambiante sur des micro-piliers bi-cristallins de Ni fabriqués au FIB (Focused Ion Beam). D’abord, l’étude s’est concentrée sur les prédictions des cissions résolues sur tous les systèmes de glissement du bi-cristal en utilisant le modèle continu. Les effets des fractions volumiques de cristaux et de l’inclinaison du joint de grains ont également été pris en compte dans l’analyse. Les prédictions du modèle développé dans cette thèse sont en accord avec les systèmes de glissement actifs identifiés. Concernant l’entrée en plasticité et les systèmes de glissement associés dans chaque cristal, le modèle développé est plus pertinent que la loi de Schmid. Les essais de compression sont suivis par des mesures microstructurales effectuées par EBSD, pour quantifier les rotations du réseau dans chaque grain au cours de la déformation. Celles-ci ont été également calculées et discutées à l’aide du modèle micromécanique développé dans cette thèse / In order to better understand the role of grain boundaries in polycrystals deformation, the study of the mechanical behavior of bicrystals becomes necessary. In this study, an innovative experimental approach based on the fabrication of bicrystalline micropillars is investigated with a micromechanical analysis of crystal plasticity behavior. The theoretical approach is based on the static Field Dislocation Mechanics (FDM) theory in which the dislocations stored in the grain boundary are described by a continuous distribution of interfacial dislocations. This model provides explicit analytical expressions of the stress and lattice rotation fields in the case of an infinite bicrystal with planar boundary. The contribution of the different incompatibility sources are emphasized due to elastic and plastic anisotropies related to the different crystal orientations. Finite element simulations were also performed to validate this approach in a zone close to the grain boundary and far from the micropillar free surfaces. The experimental results are based on compression tests conducted at room temperature on Ni bicrystalline micropillars. The micropillars are machined on a Focused Ion Beam (FIB). First, the study is focused on the prediction of the resolved shear stresses on the possible slip systems in the bicrystal using the continuum model. The crystal volume fraction and the grain boundary inclination angle effects were also taken into account in the analysis. The predictions of the continuum-based approach developed in this thesis are in full agreement with the experimentally identified active slip systems. Concerning the onset of plasticity and the associated slip systems in each crystal, the developed model is more relevant than the Schmid law. The compression tests are followed by microstructural EBSD measurements to quantify lattice rotations in each grain during the deformation which were also computed using the micromechanical model developed in the present thesis

Ce travail de thèse porte sur la formation et l’évolution des microstructures et microtextures des alliages de titane associées à la précipitation de la phase α aux JDGs β/β. L’alliage β-métastable Ti17 a été utilisé comme alliage modèle de par son aptitude à figer sa microstructure haute température, permettant de conserver la phase parente non transformée. De nombreuses analyses cristallographiques EBSD 2D et quelques analyses 3D ont été réalisées pour des microstructures formées sous diverses sollicitations thermiques (transformation en conditions isotherme (TI) ou refroidissement continu (RC)) et thermomécaniques (déformation de la phase parente puis TI ou RC). L’étude statistique automatisée des microtextures a été menée à partir de données EBSD en utilisant un algorithme spécifique conduisant aux mesures d’orientations de variants et à des grandeurs représentatives de la microtexture. Un lien étroit entre la cinétique de germination croissance de la phase α et le développement de la microtexture est mis en évidence, alors que ce paramètre est souvent négligé dans les travaux de la littérature. De plus, l’étude de différents critères de sélection de variants (SV) a conduit à montrer que la SV était fréquente pour les premiers grains formés. Ces premiers grains ont des conditions de germination plus favorables ; le variant choisi est celui qui minimise l’écart à la ROB avec les deux grains β. Autrement dit, l’énergie d’interface et surtout l’énergie élastique associée à la formation de ce variant sont minimales. Les conditions cristallographiques de formation des colonies de lamelles sont également étudiées et discutées / This work focuses on the formation and the evolution of microstructure and microtexture associated with the α phase precipitation at β/β GBs in titanium alloys. A β-metastable alloy (Ti17) has been studied, because the high temperature microstructure is frozen by a rapid quench and the untransformed parent phase remains. Numerous 2D EBSD analyses and some 3D analyses have been carried out after transformation and under various thermal and thermo-mechanical treatments (isothermal conditions and continuous cooling (CC) without and with prior deformation of the parent phase). One great originality of this study is the automated statistical approach used to characterize the microtexture from EBSD data. An algorithm has been specifically developed in order to get the variants orientation as well as different representative data characterizing the microtexture. We have identified the link between the nucleation/growth kinetics of α phase and the microtexture development, a relationship that is often neglected in the literature, where one usually associates the microtexture only to the variant selection and to the initial β texture. The occurrence of variants selection (VS) has been performed considering different VS criteria; it has been shown that VS is very active for the first grains formed. These grains have the most favorable nucleation conditions. The variant selected is the one that minimizes the deviation to the Burgers Orientation Relationship with both β grains; i.e. the one for which interfacial energy and especially the elastic energy associated to its formation are minimized. Moreover, the crystallographic conditions of α colonies formation are studied and discussed

Durant cette thèse, on s’intéresse à l’application et au développement d’une théorie de mécanique des champs de dislocations et de désinclinaisons pour modéliser de façon continue les structures de cœur des dislocations et des joints de grains ainsi que leurs interactions. Le vecteur de Burgers/Frank des dislocations/désinclinaisons est régularisé par l’introduction d’un tenseur densité de dislocations/désinclinaisons. A ces densités de défauts sont associées des déformations et des courbures élastiques et plastiques incompatibles responsables de champs de contraintes et de moments de contraintes internes. Le mouvement des défauts produit de la plasticité et est pris en compte par des équations de transport qui font intervenir des forces motrices agissant sur les densités de défauts. Dans un premier temps, les désinclinaisons sont ignorées et nous appliquons la théorie de champ de dislocations seule pour étudier les structures de cœur de dislocations planaires en comparaison avec le modèle de Peierls-Nabarro. La relaxation d’une structure de cœur de dislocation coin initiale arbitraire révèle un étalement infini des densités de dislocations sous l’action de leur propre champ de contrainte interne. Pour stopper cette relaxation infinie, nous proposons d’ajouter une énergie de misfit dans notre modèle. Cette dernière donne lieu à une contrainte de rappel qui s’oppose à l’étalement des cœurs de dislocations et permet d’obtenir des configurations équilibrées. On retrouve la solution de Peierls-Nabarro si on utilise un potentiel sinusoïdal pour l’énergie. Nous substituons ensuite ce potentiel par des énergies de fautes d’empilement généralisées obtenues à partir de simulations atomistiques pour modéliser la dissociation des dislocations et leur mouvement dans le zirconium et le titane. Dans un deuxième temps, nous considérons la théorie complète et nous développons des lois d’élasticité constitutives qui sont propres aux défauts cristallins. Nous proposons qu’en plus des tenseurs élastiques habituels, des tenseurs d’élasticité additionnels existent au niveau du cœur des défauts et relient respectivement les contraintes aux courbures et les moments de contraintes aux déformations. Ces tenseurs sont de nature non locale par définition à cause des relations cinématiques entre déformations et courbures. Ils sont non nuls au niveau des cœurs des défauts où les hétérogénéités de déformations et de courbures sont fortes et deviennent nuls loin des défauts par centrosymétrie. On applique ces nouvelles lois d’élasticité à des distributions de dislocations et de désinclinaisons. On montre que les termes non locaux donnent lieu à des contraintes/moments de contraintes de rappel qui s’opposent aux parties locales. Dans le cas de la dislocation coin, on montre que sa représentation avec un dipôle de désinclinaison coin permet d’obtenir une configuration équilibrée sans l’ajout d’énergie de misfit. On étudie ensuite les interactions élastiques entre dislocations et joints de grains / In this contribution, we apply and develop a mechanical theory of dislocation and disclination fields, to model in a continuous way the core structure of dislocations and grain boundaries, as well as their interactions. The Burgers/Frank vector of dislocations/disclinations is regularized by the introduction of dislocation/disclination density tensors. Incompatible elastic and plastic strains and curvatures are associated to these defect densities and they lead to internal stress and couple stress fields. The motion of defects yields plasticity. It is accounted for by transport equations, where driving forces act on the defect densities. First, we overlook disclinations and we apply the pure dislocation model to investigate the structure of planar dislocation cores, in comparison with the Peierls-Nabarro model. The self-relaxation of an initially arbitrary core structure of an edge dislocation reveals that an infinite spreading of the dislocation density occurs under its own stress field. To stop this endless relaxation, we propose to add a misfit energy in our model. The latter yields a restoring stress that opposes to the spreading of dislocation cores and allows predicting equilibrium core structures. We retrieve the Peierls-Nabarro solution when we use a sinusoidal potential for the misfit energy. We then substitute this sinusoidal potential for generalized stacking fault energies as obtained from atomistic simulations, in order to model the dissociation and motion of dislocations in zirconium and titanium. Second, we consider the full theory and we develop elastic constitutive laws that are specific to crystal defects. We propose that in addition to standard elasticmoduli tensors, additional elastic tensors exist in the core regions of defects and relate respectively stresses to curvatures and couple stresses to strains. These tensors are nonlocal by definition due to kinematic relations between strains and curvatures. They are non-zero in the core of defects, where strong heterogeneities of strains and curvatures occur, and they become progressively null far from the defects due to centrosymmetry. We apply these new elastic laws to distributions of dislocations and disclinations. We show that the nonlocal elastic tensors lead to restoring stresses and couple stresses that oppose to their local parts. In the framework of edge dislocations, we show that the representation using dipoles of wedge disclination cores allows predicting equilibrium structures without adding a misfit energy. We then investigate elastic interactions between dislocations and grain boundaries

Le dioxyde d’uranium (UO2) est utilisé en tant que combustible, sous forme de pastilles élaborées par métallurgie des poudres, dans les réacteurs nucléaires à eau pressurisée. Lors de transitoires de puissance, le centre des pastilles est le siège de mécanismes de déformation visco-plastique qui peuvent être partiellement reproduits, hors irradiation, par des essais de compression uniaxiale à haute température (typiquement 1500°C). Les conditions de sollicitation et la microstructure initiale des pastilles d’UO2 ont une influence sur leur comportement mécanique macroscopique. A l’échelle des grains, des mécanismes de sous-structuration interviennent mais, à ce jour, la sous-structure n’est pas quantifiée et le rôle des pores sur ces mécanismes n’est pas connu. Afin d’apporter des réponses sur ces points, deux lots de pastilles (L1 et L2) de taille de grains similaires, de même fraction volumique de pores, mais ceux-ci étant distribués différemment (2,5 fois plus de pores intra-granulaires dans L1 que dans L2), ont été fabriqués. Ils ont ensuite été soumis à des essais mécaniques dans différentes conditions. Le résultat montre que le lot L2 présente une vitesse de fluage plus élevée que le lot L1. Les techniques Electron BackScatter Diffraction (EBSD) et Electron Channeling Contrast Imaging (ECCI) ont été mises en œuvre et optimisées pour suivre l’évolution de la microstructure après déformation. En EBSD, le développement d’une procédure adaptée aux matériaux poreux a permis de détecter des sous-joints de grains (S-JG) de très faible désorientation (jusqu’à 0,1°), de mener une étude statistique de l'évolution de la sous-structuration des grains et d'évaluer la densité de dislocations géométriquement nécessaires générées. Différents types d’arrangements de dislocations formant les S-JG ont été révélés et analysés par ECCI. Grâce à la complémentarité de l’EBSD et de l’ECCI, la répartition des pores dans les grains et la localisation des S-JG ont pu être mises en regard. Les résultats montrent que le nombre ainsi que la fraction linéaire des S-JG et leur désorientation augmente avec le taux et la vitesse de déformation. Aux forts taux de déformation, cela conduit à la formation de nouveaux grains par un mécanisme de restauration/recristallisation dynamique par rotation de sous-grains. Pour des conditions de sollicitation identiques, les échantillons du lot L1 présentent un nombre et une fraction linéaire de S-JG nettement supérieurs à ceux du lot L2. De plus, dans le lot L1, les S-JG se localisent essentiellement à proximité des joints de grains alors qu’ils sont répartis dans l’ensemble du grain pour le lot L2. Ces différences seraient liées à une réduction du libre parcours moyen des dislocations du fait de la présence des pores intra-granulaires / Uranium dioxide (UO2) is used as a fuel, in pressurized water nuclear reactors, in the form of pellets produced by powder metallurgy. During power transients, the center part of pellets undergoes visco-plastic deformation by creep mechanisms. These mechanisms can be partially reproduced, out of irradiation, by uniaxial compression tests at high temperature (typically 1500°C). Testing conditions and initial microstructure of the UO2 pellets influence their macroscopic mechanical behavior. At the grain scale, sub-structuring mechanisms are involved, but, up to now, the sub-structure is not quantified and the role of pores on these mechanisms is unknown. In order to provide answers to these points, two batches of pellets (L1 and L2), characterized by a similar grain size, a same volume fraction of pores, but different pores distribution (2.5 times more intra-granular pores in L1 than in L2), were elaborated. They were submitted to mechanical tests under different conditions. The result shows that L1 has as a lower creep rate than L2. Electron Backscatter Diffraction (EBSD) and Electron Channeling Contrast Imaging (ECCI) techniques were used and optimized for porous materials to analyze the evolution of the microstructure after deformation. An original EBSD methodology was implemented to detect Sub-Grain Boundaries (S-GB) with very low disorientation angles (down to 0.1°), study statistically the grain fragmentation into sub-grains and evaluate the average density of the geometrically necessary dislocations. Thanks to ECCI, the arrangement of dislocations in some S-GB was evidenced and analyzed. EBSD and ECCI complementarity allowed relating the distribution of pores within the grains and the S-GB location. The results obtained on the two batches show that the number and the linear fraction of S-GB increases with the deformation level and rate. At high deformation rates, new grains appear by a mechanism of dynamic recovery/recrystallization by rotation of sub-grains. For identical loading conditions and strain rates, the samples of batch L1 have a number and a linear fraction of S-GB that are significantly higher than those of batch L2. Furthermore, in batch L1, S-GB are located essentially in the vicinity of the grain boundaries while they are distributed throughout the grain for batch L2. These microstructural differences seem to be related to a dislocation's mean free path reduction due to the presence of intra-granular pores