L'objectif de cette these a ete d'utiliser une approche numerique pour etudier l'impact des dommages d'irradiation sur la microstructure du combustible nucleaire compose d'un melange d'oxyde de plutonium et d'uranium (MOX). Cette approche, realisee a l'echelle atomique, repose sur l'utilisation de potentiels empiriques developpes dans la litterature pour l'oxyde mixte (U,Pu)O₂ dans l'approximation des interactions d'ions rigides. Une premiere etape a ete une analyse critique des proprietes structurales, thermodynamiques et mecaniques predites par 5 potentiels de la litterature. Les calculs de dynamique moleculaire ont ete realises a l'aide du code LAMMPS, sur l'ensemble de la gamme de composition de UO₂ a PuO₂ et a des temperatures comprises entre 300 K et le point de fusion. Nous montrons que les potentiels les plus satisfaisants sont ceux developpes par Cooper et Potashnikov. Ces deux potentiels reproduisent correctement la stabilite thermodynamique des phases ainsi que l'evolution en temperature des parametres de maille et de la chaleur specifique. Cependant le comportement mecanique des oxydes est different selon le potentiel choisi. Tout d'abord, on note que les constantes elastiques et le facteur d'anisotropie obtenus par le potentiel Cooper sont plus fideles aux recommandations de la litterature. Ensuite, nous montons que la propagation d'une fracture induit une transformation de phase en pointe de fissure avec le potentiel de Cooper alors qu'une fissuration fragile est observee avec le potentiel Potashnikov.Une seconde etape a ete l'etude des dommages d'irradiation dans les oxydes mixtes en se limitant a l'utilisation des deux potentiels de Cooper et de Potashnikov. Des calculs de dynamique moleculaire de cascades de deplacement ont ete realises a differentes energies, temperature et compositions en plutonium. Ensuite, afin d'evaluer les dommages d'irradiation sur des temps plus longs que ceux accessibles en dynamique moleculaire, la methode d'accumulation de defauts a ete utilisee. Pour les deux potentiels, l'evolution des dommages primaires avec l'augmentation de la dose suit globalement les memes etapes que celles trouvees precedemment dans UO₂. Tout d'abord, les defauts ponctuels sont crees. Par la suite, ils se regroupent et forment de petites boucles de Frank, qui apres se transforment en dislocations parfaites. Cependant, la cinetique de la recombinaison de defauts ponctuels est significativement plus lente avec le potentiel de Cooper ce qui conduit a la creation de petites regions desordonnees pour les cascades d'energie elevee. L'effet de la teneur en plutonium est analyse. Nous montrons en particulier que la densite de dislocations cree diminue lorsque la teneur en plutonium augmente.Bien que la dynamique moleculaire a ete decrite comme un microscope moleculaire en raison de sa capacite a decrire avec precision des systemes atomiques, elle presente un inconvenient majeur, celui lie aux temps de l'ordre de la femto-seconde necessaires pour resoudre les vibrations atomiques. Cela limite le temps total de simulation approximativement quelques nanosecondes. Afin de stimuler les processus, tels que la diffusion de cations, un autre outil de calcul est necessaire. Les techniques de Monte Carlo (KMC) atomiques peuvent simuler de plus longtemps que la dynamique moleculaire. Cependant, pour que KMC fonctionne avec precision, il est necessaire de connaitre a priori tous les mecanismes de transition entre les etats possibles. Pour cette raison, la method de Monte Carlo cinetique adaptative (aKMC) est choisie pour surmonter ces limitations. Cette methode determine les etats de transition disponibles pendant la simulation. De cette maniere, elle entraine le systeme dans des etats imprevus via des mecanismes complexes. La puissance de cet outil s'est revelee efficace pour decouvrir la recombinaison de cations sur de plus longues periodes de temps que la DM. (auteur)