Les aciers de construction au carbone manganese (C-Mn) sont largement utilises pour diverses applications mecaniques, et en particulier pour les tuyauteries de circuit secondaire des centrales nucleaires de type Reacteurs a Eau sous Pression (REP). La robustesse des composants des circuits sous pression des REP vis-a-vis de la fissuration doit etre demontree, tant au niveau de la conception que de l'exploitation. Les aciers au C-Mn sont sensibles au vieillissement sous deformation qui entraine une chute importante de ductilite et de tenacite entre 150 et 350 deg. C, temperatures de service des tuyauteries du circuit secondaire. Ce phenomene est du a une interaction entre les atomes de solutes et les dislocations, et peut se traduire entre autres par une sensibilite negative de la contrainte a la vitesse de deformation, et des localisations de la deformation plastique (Lьders, Portevin - Le Chatelier). L'origine physique du vieillissement sous deformation a ete beaucoup etudiee, surtout dans les metaux purs, en relation avec le phenomene Portevin-Le Chatelier (PLC), mais son influence sur les proprietes mecaniques et notamment la rupture reste tres controversee. L'objectif de la these est de modeliser le comportement et la rupture d'un acier au C-Mn dans un large domaine de temperature compris entre 20 et 350 deg. C, en tenant compte des phenomenes de vieillissement sous deformation, et en particulier des localisations de deformation. Le comportement et la rupture de l'acier au C-Mn etudie ont ete caracterises experimentalement dans le domaine 20-350 deg. C a l'aide d'essais de traction sur eprouvettes lisses, sur eprouvettes axisymetriques entaillees, et d'essais de dechirure sur eprouvettes CT. Le modele d'Estrin Kubin McCormick, prenant en compte le vieillissement sous deformation, a ete identifie dans cette meme gamme de temperature et la plupart des effets du vieillissement sous deformation ont pu etre simules numeriquement: sensibilite negative de la contrainte d'ecoulement a la vitesse de deformation, bandes de Lьders, effet PLC, modification des proprietes mecaniques de traction... Le modele ainsi identifie a ete applique a l'etude de la rupture d'eprouvettes lisses, entaillees et CT. La baisse de l'allongement reparti est bien decrite en traction sur eprouvettes lisses. Pour prevoir la rupture des eprouvettes entaillees, l'approche locale de la rupture a ete appliquee (modele de Rice et Tracey). Cette etude a donc permis de disposer d'un modele prenant en compte le vieillissement sous deformation de 20 deg. C a 350 deg. C et decrivant les localisations de deformation plastique de type Lueders ou PLC, pour differentes geometries d'eprouvettes. Ce modele a ete utilise pour simuler la rupture des aciers au C-Mn, suscitant ainsi une vision nouvelle pour comprendre la baisse de ductilite associee au vieillissement dynamique. (auteur)