Cette étude concerne l'analyse du comportement et de l'endommagement du superalliage Udimet 720 élaboré par compression isostatique à chaud (CIC). Cette nuance est envisagée pour la réalisation de disques de turbine des futurs Réacteurs à Haute Température (RHT). Le choix du matériau pour disque de turbine RHT repose sur les critères suivants: une bonne résistance en fluage jusqu'à 700°C, un bon comportement sous environnement de type hélium impur, une mise en œuvre possible sous forme d'un disque de 1,5 m de diamètres.

Les aciers inoxydables martensitiques au chrome sont développés depuis les années 70 avec pour objectif aujourd'hui de les utiliser comme matériau de structure dans les centrales thermiques (Circuits de refroidissement, turbine) et nucléaires (Cuve du réacteur...). L'acier de l'étude i.e. l'acier 9Cr1Mo-NbV est déjà utilisé dans des centrales thermiques principalement en Angleterre et au Japon. Compte tenu de l'importance des composants, l'assemblage par soudage est une technique largement utilisée. Un intérêt tout particulier est porté dans cette étude à l'évaluation de la durée de vie des composants soudés en acier 9Cr1Mo-NbV après la constatation de plusieurs ruptures en service prématurées au niveau des soudures.<br />L'étude réalisée avait donc pour objectif d'identifier expérimentalement et de modéliser le comportement, l'endommagement et la rupture en fluage haute température (typiquement dans le domaine de température 450°C - 650°C) de composants soudés en acier 9Cr1Mo-NbV.<br />Pour cette étude, le métal de base a d'abord été étudié comme matériau de référence. Il est notamment démontré que les résultats expérimentaux à 1000 heures ne peuvent pas être utilisés, comme il est usuel de le faire, pour prédire la durée de vie en fluage à 100000 heures. La raison de cette impossibilité est l'existence d'un changement de mécanisme de comportement et d'endommagement aux temps longs. Pour représenter ce changement de mécanisme, un modèle de fluage couplant comportement et endommagement et intégrant plusieurs mécanismes de déformation a été développé suivant les développements de la mécanique des milieux poreux initiés par Gurson. Le modèle a été identifié sur la base de résultats expérimentaux sur diverses géométries d'éprouvettes permettant notamment de prendre en compte les effets de la triaxialité sur le développement de l'endommagement. L'étude a par ailleurs mis en évidence une bonne capacité du modèle à prédire les lieux de rupture ainsi que l'amorçage et la propagation stable de fissure.<br />L'attention a ensuite été portée à la tenue en fluage des composants soudés qui présentent une résistance au fluage très inférieure à celle du métal de base due à la faiblesse de la zone affectée thermiquement (ZAT). Pour ce faire, deux niveaux d'investigation ont du être explorés. D'une part, le soudage induit des modifications métallurgiques et donc des modifications locales des propriétés mécaniques du métal de base : c'est un effet matériau. D'autre part, les différences de propriétés mécaniques rendent complexes l'état de chargement de l'assemblage soudé : c'est un effet de structure.<br />L'effet matériau a été étudié en identifiant la ZAT faible des composants soudés, en la reproduisant sur échantillons massifs, puis en testant des éprouvettes de fluage usinées dans ces mêmes échantillons massifs. Il a été ainsi possible d'utiliser le modèle multi-mécanismes développé pour l'étude sur métal de base afin de modéliser le comportement et l'endommagement de fluage haute température de la ZAT faible dans toute la gamme de contrainte.<br />Finalement, des calculs éléments finis multi-matériaux ont été réalisés en considérant le composant soudé comme l'assemblage de trois microstructures : le métal d'apport, le métal de base et la ZAT faible dont les équations constitutives respectives ont été intégrées aux calculs. Il a ainsi été possible d'identifier les effets de type structure mais surtout de prédire la durée de vie des composants soudés en acier 9Cr1Mo-NbV y compris pour des composants industriels.

C'est dans le cadre des programmes de recherche sur les réacteurs nucléaires de génération IV que les aciers martensitiques de la famille des 9-12%Cr sont étudiés par le CEA. La plupart des structures pour lesquels ils sont pressentis seront sollicitées en fluage-fluage à haute température (550°C). Cette thèse vise à comprendre et modéliser le comportement cyclique et l'endommagement de ces matériaux. Les modélisations proposées se basent sur des campagnes d'observations détaillées (MEB, MET, EBSD,...). L'adoucissement cyclique est attribué au grossissement de la microstructure. Un modèle micromécanique basé sur des paramètres physiques est proposé et mène à des résultats encourageants. L'endommagement, quant à lui, résulte des interactions entre fatigue, fluage et oxydation. Deux principaux types d'endommagement sont mis en évidence. Un modèle de prédiction de durée de vie est proposé et fournit des résultats très satisfaisants. Les possibles extrapolations sont discutées.

L'étude des matériaux argileux a de nombreuses applications en génie civil et environnemental. Ces applications, telles que l'enfouissement des déchets nucléaires, les risques naturels liés au gonflement et au retrait des sols, et l'extraction d'hydrocarbures, posent des défis technologiques qui nécessitent de comprendre et de prédire le comportement mécanique des argiles, en particulier sur le long terme. Les argiles gonflantes sont des matériaux complexes, poreux et multi-échelles dont les propriétés sont très sensibles à l'eau. Dans cette thèse, nous cherchons à comprendre l'effet de l'eau sur les propriétés mécaniques à court et long terme des argiles. Notre stratégie est de combiner des simulations numériques à l'échelle du nanomètre et des expériences à l'échelle du micromètre afin de mieux comprendre l'interaction entre ces échelles. Nous avons effectué des simulations moléculaires pour quantifier l'effet de l'eau et du cation interfoliaire sur les propriétés de gonflement, élastiques et de fluage des feuillets d'argile, qui à cette échelle sont inaccessibles à l'expérience. Nous avons également effectué une étude comparative de différents modèles de feuillets d'argile de complexité croissante afin de mieux comprendre les interactions qui régissent la cohésion entre les feuillets d'argile. Nous avons mesuré expérimentalement les propriétés de films d'argile autoporteurs bien ordonnés. Nous avons montré l'effet de l'humidité relative et de la nature du cation interfoliaire sur les déformations de ces films d'argile. En particulier, nous avons quantifié le gonflement de ces films induit par l'humidité en combinant microscopie électronique à balayage environnementale et corrélation d'images numériques. Nous avons également effectué des essais de traction et de fluage sur ces films à humidité contrôlée. Nous avons comparé les données obtenues par nos expériences aux résultats des simulations moléculaires. Cette comparaison permet de discuter les mécanismes élémentaires de déformation et les échelles pertinentes pour la compréhension du comportement hydromécanique des argiles

L’objectif de ce travail consiste à accroître la connaissance sur le thermoformage du verre. Ce procédé, largement mis en œuvre par le CERFAV, est basé sur la déformation du verre au sein d’un four électrique radiant sous l’effet de la température. Deux axes de travail ont été identifiés : le développement d’un outil de simulation numérique, et la conception d’un banc expérimental original. D’un point de vue mécanique, le modèle viscoélastique rhéologique choisi permet de décrire le comportement du verre successivement élastique linéaire, viscoélastique puis visqueux, de l’ambiance jusqu’à 800°C. D’un point de vue thermique, le couplage de la conduction avec le rayonnement, validé pour des cas tests issus de la littérature, a été appliqué dans des conditions similaires au thermoformage sans déformation. Pour ce faire, le code radiatif RAD2D développé au LEMTA a été généralisé au verre et implémenté dans le logiciel MSC MARC©. La phase expérimentale a été marquée par la conception et le développement d’un banc d’essais original autour d’un four de thermoformage. Les mesures sans contact de déplacement vertical et de température de la face supérieure du verre ont ainsi été comparées qualitativement aux résultats numériques. Par ailleurs, le four a fait l’objet d’un protocole de qualification (température et flux) qui permettra d’affiner la modélisation. En parallèle, une campagne de détermination des propriétés thermomécaniques du verre a été initiée en vue de paramétrer plus fidèlement le modèle numérique. En conclusion cette première étude a permis la mise en place d’outils performants de calcul et de mesure, les premiers résultats probants devront être complétés par une seconde étude. / This study aims at increasing knowledge on glass forming. This process, studied and developed by the CERFAV, is based on the deformation of glass by increasing temperature within an electric radiant furnace. Two investigation tools were developed in parallel: a computational program dedicated to the numerical simulation, and an original experimental set up. The rheological viscoelastic model implemented into the MSCMARC© software for mechanics was chosen to describe the behavior of glass at temperature ranging from ambient to 800°C in turn elastic, viscoelastic and viscous. The coupled code (conduction with radiation), validated for test cases found in the literature, were applied to benchmarks similar to glass forming with no deformation. The radiative home-made RAD2D code based on the Finite Volume Method was adapted to glass and implemented into MSCMARC©. The experimental part of the study consisted in designing and developing an original set up based on a thermoforming furnace. The no-contact-measurements of vertical displacement and temperature on the upper face of the glass were qualitatively compared to our innovative numerical results. In addition, the furnace was characterized in terms of temperature and fluxes and a determination campaign of the thermomechanical properties of the glass was initiated in order to provide data for the refinement of the model. To conclude, efficient tools for calculation and measurement were developed in the present study. The first results are convincing and will be supplemented by further investigations.

Le béton est un matériau hétérogène complexe dont les déformations comportent une partie différée qui est affectée par un grand nombre de facteurs tels que la température, l'humidité relative et l'évolution de la microstructure. La prise en compte des déformations différées et en particulier du fluage est indispensable dans le calcul des ouvrages en béton tels que ceux destinés à stocker des déchets radioactifs. Ce travail de thèse a pour objectifs : (1) de développer un modèle de fluage simple et robuste pour le béton en faisant appel à la micromécanique et en tenant compte de l'endommagement et des effets thermiques et hydriques ; (2) d'implanter numériquement le modèle développé dans un code de calcul par éléments finis de façon à pouvoir simuler le comportement d'éléments de structure simples en béton. Pour atteindre ce double objectif, le travail est scindé en trois parties. Dans la première partie, le matériau cimentaire est à l'échelle microscopique supposé être constitué d'une matrice viscoélastique linéaire caractérisée par un modèle de Maxwell généralisé et de phases particulaires représentant les granulats élastiques et les pores. Le schéma micromécanique de Mori-Tanaka, la transformée de Laplace-Carson et son inversion sont alors utilisés pour obtenir dans l'espace temporel des estimations analytiques ou numériques de ses paramètres mécaniques et hydromécaniques. Ensuite, le modèle micromécanique de fluage obtenu est couplé au modèle d'endommagement de Mazars via le concept de pseudo-déformations introduit par Schapery. Les paramètres intervenant dans le modèle viscoélastique endommageable ainsi établi sont systématiquement identifiés à l'aide de données expérimentales. Enfin, la prise en compte des effets de la température et de l'humidité relative dans le modèle viscoélastique endommageable est basée sur la méthode du temps équivalent ; l'efficacité de cette approche est démontrée et discutée dans le cas de chargements simples de fluage / Concrete is a complex heterogeneous material whose deformations include a delayed part that is affected by a number of factors such as temperature, relative humidity and microstructure evolution. Taking into account differed deformations and in particular creep is essential in the computation of concrete structures such as those dedicated to radioactive waste storage. The present work aims: (1) at elaborating a simple and robust model of creep for concrete by using micromechanics and accounting for the effects of damage, temperature and relative humidity; (2) at numerically implementing the creep model developed in a finite element code so as to simulate the behavior of simple structural elements in concrete. To achieve this twofold objective, the present work is partitioned into three parts. In the first part the cement-based material at the microscopic scale is taken to consist of a linear viscoelastic matrix characterized by a generalized Maxwell model and of particulate phases representing elastic aggregates and pores. The Mori-Tanaka micromechanical scheme, the Laplace-Carson transform and its inversion are then used to obtain analytical or numerical estimates for the mechanical and hydromechanical parameters of the material. Next, the original micromechanical model of creep is coupled to the damage model of Mazars through the concept of pseudo-deformations introduced by Schapery. The parameters involved in the creep-damage model thus established are systematically identified using available experimental data. Finally, the effects of temperature and relative humidity are accounted for in the creep-damage model by using the equivalent time method; the efficiency of this approach is demonstrated and discussed in the case of simple creep tests

Les modèles basés sur la mécanique des milieux continus prévoient généralement une déformation à la rupture plus élevée, ainsi qu'une durée de vie en fluage beaucoup plus longue que les valeurs observées expérimentalement. Cette thèse met en évidence deux aspects de cette problématique en analysant l’endommagement à l'aide de tomographie in situ à rayons X de synchrotron et reconstruction 3D de la structure polycristalline par polissages successifs.L’endommagement en termes de fraction surfacique des cavités a été identifié dans les couches de reconstructions tomographiques perpendiculairement à l’axe de déformation. L'évolution de la fraction surfacique des cavités a été comparée avec le modèle de prédiction de Cocks et Ashby. Ce dernier surestime la durée de vie en fluage et sous-estime l’état de l’endommagement. L'importance de l'hétérogénéité initiale de l’endommagement et l’effet de localisation de l’endommagement est également souligné. L'amplitude de la plus grande fluctuation surfacique augmente de façon parabolique en fonction de la fraction surfacique moyenne.Une méthode de sectionnement sériel améliorée basée sur la profilométrie de surface a été développée. Elle permet la mesure précise de l'épaisseur du matériau enlevée localement. Les analyses ont montré que l'emplacement des cavités par rapport aux joints de grains et l’orientation cristallographique des grains au voisinage est similaire pour les échantillons déformé par différents mécanismes de fluage. La population relative des cavités de fluage présente aux joints de grains simples est supérieure à celle présente aux joints triples. Les cavités trouvées aux joints triples, cependant, sont plus grandes. / Power law creep damage is one of the most intriguing unsolved phenomena of materials science. Models based on continuum mechanics generally predict a much higher strain to failure, as well as a much longer creep lifetime than experimentally observed values. This thesis highlights two aspects of this problematic by analyzing creep damage in copper using in situ synchrotron tomography and 3D reconstruction of the damaged polycrystal structure by serial sectioning.Damage in terms of the area fraction of voids was first identified in slices of tomographic reconstructions of creep deformed copper. The local and global evolution of cavities area fraction was checked against the Cocks and Ashby model and it was found that the model overestimates creep lifetime and underestimates damage development. The importance of the initial damage heterogeneity and the role of damage localization are also emphasized. It was found that the amplitude of the largest damage fluctuation increases parabolically as a function of cavity’s mean area fraction.An improved serial sectioning method based on surface profilometry was developed, which allows the accurate measurement of the removed local material thickness. The 3D reconstructions enabled identifying the creep voids and the grains of the polycrystal. It was shown that with the exception of the void shape, the relationship between void location at a given grain boundary and crystallographic orientation of the neighbor grains is similar in samples deformed by different creep mechanisms. The relative population of creep voids is higher at simple grain boundaries than at triple junctions. Voids found at a triple boundary, however, are larger.

Les superalliages monocristallins à base de nickel sont couramment utilisés dans la fabrication des aubes de turbines à gaz aéronautiques. En service, ces pièces mécaniques sont soumises à des sollicitations mécaniques et thermiques sévères. La composition chimique et la microstructure de ces superalliages monocristallins ont été optimisées à travers différentes générations d'alliages dans le but de résister au fluage à des températures supérieures à 1100°C. Pour protéger ces matériaux des agressions environnementales (oxydation isotherme et cyclique à très haute température, corrosion à moyenne et haute température), les aubes de turbine sont généralement revêtues d'une couche de NiAlPt ou de MCrAlY (M=Ni, Co). Le procédé de dépôt et les traitements thermomécaniques entrainent la formation d'une zone d'interdiffusion entre le revêtement et le substrat. De plus, la microstructure des différentes zones (le superalliage, le revêtement et la zone d'interdiffusion) évolue en service du fait de l'effet combiné des sollicitations mécaniques et thermiques. De telles évolutions sont susceptibles d'affecter localement les propriétés mécaniques des aubes de turbine. Les revêtements MCrAlY ont fait l'objet de nombreuses études portant sur l'oxydation et la corrosion à haute température. L'abattement des propriétés mécaniques du superalliage du fait de la présence du revêtement a été largement étudié sur le système complet, c'est à dire le superalliage revêtu. Ces études ont eu pour but d'estimer une épaisseur de superalliage qui soit considérée comme non porteuse de la charge, et ce indépendamment de la taille de la zone d'interdiffusion. L'affinement des modèles prédictifs de comportement mécanique et de durée de vie des matériaux requiert une base de données relative aux propriétés locales et à leur évolution au cours du vieillissement. Ces données n'étaient pas disponibles jusqu'à ce jour. Ce travail a donc porté sur la caractérisation microstructurale et mécanique de la zone d'interdiffusion du système MC2 revêtu de NiCoCrAlYTa par co-déposition électrolytique. Des éprouvettes de traction ont été extraites des différentes zones de ce système à gradient de propriétés à l'état de réception et aussi dans des états vieillis avec ou sans contrainte appliquée. Elles ont été ensuite testées mécaniquement à haute température dans des conditions environnementales optimisées de façon à limiter les effets induits par l'oxydation sur le comportement mécanique d'éprouvettes aussi minces. Ces échantillons de 20 à 400 μm d'épaisseur ont été obtenus en utilisant une machine de rodage afin de limiter l'impact de la méthode d'usinage sur l'état de contrainte résiduel. Deux bancs d'essais mécaniques ont spécialement été développés dans le cadre de cette étude pour réaliser des essais de fluage et de traction sur ces échantillons ultra-minces sous atmosphère contrôlée jusqu'à 1200°C. Les résultats obtenus sur ces échantillons minces ont été comparés aux résultats d'essais conduits sur des éprouvettes massives. L'effet « paroi mince » a été exploré parallèlement afin de statuer sur la possibilité d'utiliser ces données pour décrire le gradient de comportement du système. / Monocrystalline nickel based superalloys are the most suitable materials for the design of high performance turbine blades. In service, these mechanical parts undergo both harsh mechanical and thermal solicitations. The chemical composition and also microstructure of these superalloys have been optimized through different generations to resist creep deformation at temperature higher than 1373K. To protect these materials from environment stresses (isothermal and cyclic oxidation at high temperature, intermediate temperature corrosion) blades are generally coated with a NiAlPt or MCrAlY layer (M=Ni, Co). Both deposition process and thermomechanical treatment generate an interdiffusion zone (IDZ) between the coating and the substrate. Moreover, the microstructure of the different strata (superalloy, coating and interdiffusion zone) evolve in service due to the combine effect of high temperature and stress. Such evolutions may locally affect the mechanical properties of turbine blades. MCrAlY coatings have been studied extensively from an oxidation and hot corrosion point of view. The drop of mechanical properties of superalloys because of the presence of coating has been investigated on full system, so that to say the coated superalloy. These study aims to estimate a none bearing thickness of the superalloy independently from the size of the interdiffusion zone. Refinement of predictive models on mechanical behaviour and lifetime of materials require data relative to local properties and their evolution when ageing. These data were not available until now. Hence, this work deals with microstructural and mechanical characterisation of the interdiffusion zone of the system MC2 coated with NiCoCrAlYTa by electrochemical codeposition. Tensile specimens were extracted from the different zones of this functionally graded material on “as received” state and after ageing with and without applied stress. Then, these specimens were mechanically tested at high temperature in optimised controlled atmosphere in order to prevent ultrathin specimens from oxidation effects on the mechanical behaviour. These specimens in a range of 20 to 400μm thick were obtained by use of a lapping machine in order to limit the impact of gritting on residual stress. Two mechanical test rigs were especially designed for this study to perform creep and tensile testing on these ultrathin specimens under controlled atmosphere at temperature up to 1473K. Results obtained from these ultrathin specimens were compared with testing conducted on bulk materials. The “size effect” was explored in parallel so that to conclude on the feasibility of using these data to quantify the behaviour gradient of this system.

L’intérêt principal de la thèse est le comportement mécanique à long terme des enceintes de confinement des centrales nucléaires françaises. Les enceintes de confinements des centrales sont des structures en béton précontrainte biaxiale. Nous résumons donc le problème que nous nous adressons en deux points clés : la biaxialité du chargement et les déformations différées à long terme.Afin de caractériser les déformations différées sous chargement biaxial, nous nous concentrons dans un premier temps au coefficient du Poisson viscoélastique du béton. Dans ce but, nous commençons par examiner minutieusement la définition du coefficient de Poisson dans le cadre de la viscoélasticité linéaire isotrope non-vieillissente. Puis, en analysant les résultats expérimentaux de la littérature, nous obtenons le coefficient de Poisson viscoélastique du béton. Comme extension, nous amenons une analyse micromécanique et essayons d’éclaircir le mécanisme du fluage à long terme du gel de C-S-H.Dans un deuxième temps, nous visons à proposer un modèle poroviscoélastique sans supposer préalablement la décomposition classique des déformations différées. Nous commençons par identifier les tendances expérimentales majeures et phénomènes physiques que nous voulons capturer par le modèle. À partir des résultats expérimentaux du retrait endogène et du fluage propre de la littérature, nous analysons l’origine physique possible du retrait endogène à long terme. À la fin, dérivé de la théorie de la poromécanique, un modèle poroviscoélastique basé sur la physique est proposé. La prédiction du modèle est comparée avec les résultats expérimentaux de la littérature / The main interest of the thesis is the long-term mechanical behavior of the containment building of french nuclear power plants. The containment buildings of the power plants are biaxially prestressed concrete structures. Therefore, we summarize the problem of interest into two following key points: biaxiality of load and long-term delayed strain.In order to characterize the delayed strain under biaxial load, our study first concentrates on the viscoelastic Poisson's ratio of concrete. In this purpose, we start by scrutinizing the definition of Poisson's ratio in non-aging linear isotropic viscoelasticity. Then, from the analysis of experimental results from the literature, we can obtain the viscoelastic Poisson's ratio of concrete. As an extension, we use micromechanics to shed some light on the long-term creep mechanism of the C-S-H gel.In a second step, we aim at proposing a poroviscoelastic model without postulating a priori the classical decomposition of delayed strains. We start by identifying the major experimental tendencies and physical phenomena that we aim at capturing with the model. From experimental data of autogenous shrinkage and basic creep from the literature, we analyze the possible physical origin of long-term autogenous shrinkage. In the end, a physics-based poroviscoelastic model is proposed, derived from the poromechanics theory. The prediction of the model is compared with experimental results from literature

Les matériaux de structure utilisés dans le cœur des REP, comme par exemple les aciers austénitiques ou bien les alliages de zirconium, sont soumis à la fois à une forte irradiation neutronique ainsi qu’à divers chargements mécaniques. A l’échelle macroscopique, le comportement mécanique sous irradiation de ces matériaux est bien caractérisé. Cependant, à l’échelle microscopique, les mécanismes de déformation sous irradiation restent encore mal connus. De nombreux mécanismes de fluage d’irradiation ont été envisagés du point de vue théorique mais les données expérimentales existantes n’ont pu, pour l’heure, permettre de déterminer le mécanisme pertinent contrôlant la déformation.L'objectif de ce travail de thèse est justement d’apporter une contribution à la compréhension des mécanismes de fluage d’irradiation des métaux et alliages par la mise en œuvre d’une méthode expérimentale originale. Les irradiations sont reproduites par des irradiations aux ions lourds. Ces irradiations ont l’avantage de créer un dommage rapide sans activer la matière. Cependant l’épaisseur irradiée n’est que de plusieurs centaines de nanomètres. De telles épaisseurs nécessitent un dispositif expérimental spécifique pour l’application d’une charge sur l’échantillon. Le dispositif utilisé est basé sur l’utilisation de contraintes internes dans un film mince de nitrure de silicium pour déformer des films minces métalliques. Cette méthode a été conçue et développée par les équipes de Thomas Pardoen et Jean-Pierre Raskin à l’université catholique de Louvain, en Belgique.Après une démonstration de la faisabilité de l’étude et une adaptation du dispositif aux conditions d’irradiation, cette méthode a pu être utilisée avec succès pour reproduire une expérience de fluage d’irradiation à température ambiante sur un matériau modèle, le cuivre. Une loi de fluage en puissance 5 selon la contrainte a été trouvée sous irradiation sur des films de 200 et 500 nm d’épaisseur. Les observations au microscope électronique à balayage et en transmission suggèrent que les mécanismes de déformation reposent sur le glissement assisté par la montée.Cette loi apparait indépendante de la microstructure et de l’historique de chargement des éprouvettes. La montée, si elle intervient, ne semble pas contrôlée par des mécanismes de diffusion à longue distance mais par des interactions directes entre la cascade déplacements et les dislocations.Hors irradiation et après irradiation, le comportement mécanique des films a également pu être évalué. Les mécanismes de déformation semblent identiques dans les deux conditions. A vitesse de déformation modérée, la déformation est contrôlée par le glissement intragrannulaire des dislocations tandis qu’à basse vitesse un changement de mécanisme se produit. Le nouveau mécanisme reste toujours basé sur les dislocations mais une composante de glissement aux joints de grains semble apparaitre. Un durcissement post irradiation est observé du fait d’une densité importante de SFT dans les éprouvettes irradiées qui agissent comme des obstacles au glissement des dislocations / Structural materials used in the PWR cores, such as austenitic stainless steels or zirconium alloys, are exposed to a significant neutron flux and, at the same time, a stress from various mechanical loadings. At the macroscopic scale, the mechanical behavior under irradiation is well characterized. However, at a microscopic scale, the deformation mechanisms under irradiation still remain unknown. Many irradiation creep mechanisms have been proposed from a theoretical point of view but the available experimental data have not, for now, permitted to identify the relevant mechanism leading to the deformation.The objective of this thesis is precisely to improve our understanding of the irradiation creep mechanisms of metals and alloys by the development of a novel experimental method. In this method, the irradiation is produced by the use of heavy ions. This kind of irradiation has the advantage of a fast damage rate without an activation of the material. However the irradiated area is confined in a few hundreds of nanometers. Such thickness requires a specific experimental device to apply a stress on the specimen. This device is based on the release of internal stress in a silicon nitride film to deform a metallic thin film. This method was designed and developed at the Université Catholique de Louvain in Belgium by the teams of Thomas Pardoen and Jean-Pierre Raskin.After proving the feasibility of the study and adapting the device to the irradiation environment, the method has been used with success to reproduce an irradiation creep experiment at room temperature on a model material : copper. A single creep power law with a stress exponent of 5 has been found under irradiation on 200 and 500 nm thick films. The SEM and TEM observations suggest that the deformation mechanism rely on the glide of dislocations assisted by climb.This law seems to be independent of the microstructure and the loading history. The dislocation climb, if it occurs, would not be controlled by diffusion process at long distance but by direct interaction between displacement cascades and dislocations.The mechanical behavior of unirradiated and irradiated copper films have also been assessed. The deformation mechanisms seem to be the same in both cases. At a moderate strain rate, the deformation is controlled by the intragrannular glide of dislocations whereas at slow strain rate a change of mechanism takes place. The new mechanism still remains based on dislocations but a component of grain boundary sliding may appear. A post irradiation hardening has been observed on a 200 nm thick film due to the presence, in the irradiated samples, of a high density of SFT which act as obstacles against dislocation glide