Les futurs reacteurs nucleaires de IVeme Generation doivent repondre a de nouvelles exigences en matiere de surete, d'efficacite energetique, et d'integration dans le cycle du combustible nucleaire. Pour repondre a cette demande, le CEA developpe de nouveaux concepts de reacteurs a neutrons rapides refroidis au sodium. Le materiau de gainage combustible candidat pour le coeur de ces reacteurs est l'acier 15-15Ti AIM1 (Austenitic Improved Material no.1). Il s'agit d'un acier inoxydable austenitique avance contenant 15% de chrome et 15% de nickel en masse, stabilise au titane et utilise a l'etat faiblement ecroui.Cet acier presente une singularite marquee de comportement: sa ductilite diminue fortement entre 20 et 200 C, ce qui se traduit par une diminution d'un facteur proche de 3 des allongements homogene et a rupture dans cet intervalle de temperature. Par ailleurs, l'effet du vieillissement thermique sur sa microstructure et son comportement mecanique reste peu connu aux temperatures les plus basses des conditions de service en reacteur, c'est-a-dire entre 400 et 600 C. Dans ce contexte, le but de cette these est double:- Ameliorer notre comprehension des mecanismes de deformation responsables de la singularite de comportement constatee a 200 C; - Etudier l'influence d'un vieillissement hors flux dans une gamme de temperature comprise entre 400 et 600 C sur les evolutions microstructurales et sur le comportement en traction incluant la singularite de comportement.Elucider l'origine de la singularite de comportement en lien avec les mecanismes de deformation a requis une approche multi-echelle regroupant des techniques comme les essais de traction, la diffraction des electrons retrodiffuses (EBSD) et la Microscopie Electronique en Transmission (MET). Elles ont permis de reveler:- Une coexistence du maclage et du glissement de dislocations parfaites a 20 C;- Une predominance du glissement de dislocations parfaites associee a du glissement devie a 200 C;- Une hausse continue de l'Energie de Defaut d'Empilement (EDE) entre 20 et 200 C, avec des valeurs respectivement de 27 mJ/m² et de 46 mJ/m².Ainsi, nous avons pu etablir que l'evolution des mecanismes de deformation entre 20 et 200 C s'explique par une competition entre le maclage et le glissement devie pour minimiser l'energie totale du materiau. Il apparait que l'activation du maclage a 20 C conduit a un durcissement important de la microstructure par effet Hall-Pech dynamique, ce qui se traduit par une ductilite elevee. Au contraire, l'activation du glissement devie associee a la disparition du maclage a 200 C resulte en un durcissement limite de la microstructure responsable d'une localisation precoce de la deformation.Pour des vieillissements entre 400 et 600 C et des temps de maintien allant jusqu'a 1000 h, on ne percoit pas d'indice notable de restauration. En revanche, des examens au MET permettent de determiner un nouveau seuil d'apparition des carbures de titane (TiC) nanometriques pour un maintien isotherme de 5000 h a 500 deg. C. En traction, on constate sur tous les etats vieillis entre 400 et 600 C un gain a la fois en resistance mecanique (Rm) et en ductilite (Ag et At) par rapport a l'etat initial ecroui. Il est a noter que le gain tres significatif en ductilite constatee sur toute la plage de temperature testee (entre 20 et 400 C) est couple a une augmentation du coefficient d'ecrouissage. Une hypothese proposee pour expliquer cette evolution de comportement repose sur le role des TiC nanometriques (ou leurs precurseurs) susceptibles d'epingler les dislocations. Notamment, ils empecheraient les dislocations initialement presentes dans l'acier de s'annihiler ou se recombiner avec les dislocations introduites par l'essai de traction. (l'auteur)