Pour les applications nucleaires, il est essentiel de comprendre les changements microstructuraux et mecaniques ayant lieu sous irradiation pour l'evaluation de la tenue a long terme ainsi que l'optimisation des materiaux de structure. Les effets d'irradiation sont complexes, impliquant la generation et agglomeration de defauts ponctuels, mais aussi des reactions nucleaires comme la reaction (n,α) qui induit la formation d'helium precipitant sous forme de bulles. Tous ces effets d'irradiation ont des consequences sur le comportement macroscopique des materiaux en reacteur, se traduisant par exemple par de la fragilisation, du gonflement, ou du fluage d'irradiation. Le fluage d'irradiation est une deformation viscoplastique qui se produit sous chargement constant et sous irradiation. Celle-ci est particulierement difficile a caracteriser. Habituellement, les experiences de fluage d'irradiation sont realisees sur des materiaux massifs en reacteur sous l'action combinee d'irradiation neutronique et de chargement mecanique. Cependant, de telles experiences presentent des inconvenients majeurs; elles sont longues, couteuses, et activent la matiere. Par ailleurs, elles ne permettent pas une observation in-situ des mecanismes physiques sous-jacents.Afin de s'affranchir de ces difficultes, une alternative est d'irradier les materiaux par des ions lourds plutot qu'avec des neutrons. En effet, les irradiations aux ions lourds n'induisent pas l'activation du materiau et necessitent des temps d'irradiation plus courts, tout en reproduisant un dommage similaire a celui des neutrons. Cependant, des differences notables existent entre une irradiation aux ions et aux neutrons. Par exemple, les ions lourds penetrent peu la matiere (sur quelques centaines de nanometres). De ce fait, l'epaisseur des echantillons doit etre de cet ordre de grandeur.L'objectif de ce travail de recherche est de coupler des irradiations aux ions lourds et des essais micromecaniques avec de faibles epaisseurs d'echantillons. Les differentes experiences ont ete realisees sur des echantillons en cuivre qui est un materiau modele largement etudie dans le domaine du nucleaire. Par ailleurs, afin de prendre en compte la generation d'helium sous irradiation aux neutrons (qui n'a pas lieu sous irradiation aux ions), des echantillons de cuivre pre-implantes a l'helium ont egalement ete etudies.La premiere methode utilisee s'appuie sur des technologies novatrices de type MEMS developpees a l'UCLouvain par l'equipe de Thomas Pardoen et Jean-Pierre Raskin. Ces technologies permettent de realiser des essais mecaniques sur des eprouvettes micrometriques et d'extraire les contraintes et deformations dans le materiau. Les essais de fluage d'irradiation realises sur ces eprouvettes ont permis de determiner que le fluage d'irradiation a moyenne et haute contrainte pouvait etre decrit par une loi puissance avec un exposant de 4 en fonction du rapport de la contrainte appliquee et de la limite d'elasticite (σ/σ_y). Une loi de cette forme a ete determinee a la fois pour le cuivre pur, le cuivre irradie, et pour le cuivre implante a l'helium, ce qui demontre sa generalite. De plus, a partir de la forme de cette loi et de caracterisations microstructurales, il a ete suggere que les mecanismes sous-jacents sont bases sur le glissement des dislocations.Par ailleurs, afin d'avoir un acces direct aux mecanismes de fluages d'irradiation, des experiences in-situ de traction sous irradiation aux ions lourds ont ete realisees sur du cuivre pur dans un microscope electronique en transmission. Le glissement des dislocations assiste par l'irradiation a ete observe a haute contrainte. En s'appuyant sur des considerations experimentales et theoriques, il a ete propose que ce glissement etait induit par les cascades de deplacements generees par l'irradiation. Ce nouveau mecanisme de fluage d'irradiation haute contrainte a ensuite ete verifie par des simulations de dynamique moleculaire. (auteur)