Le suivi de l'intégrité mécanique des composants en acier inoxydable austéno-ferritique moulés des réacteurs à eau pressurisée est d'une importance majeure. La justification de leur tenue mécanique est nécessaire afin d'assurer le bon fonctionnement des centrales nucléaires sur le long terme. Le comportement de ces composants est notamment altéré par un vieillissement thermique à la température de fonctionnement. Ce vieillissement entraîne la fragilisation d'une des deux phases constitutives du matériau par une modification de sa microstructure. La cinétique d'évolution des propriétés de résistance à la rupture avec le vieillissement thermique a été abondamment étudiée et modélisée par des approches empiriques. Cependant, les mécanismes de déformation et d'endommagement à l'origine de la rupture ne sont pas entièrement compris à cause de la complexité de la microstructure. Une caractérisation cristallographique détaillée ainsi que des essais mécaniques in situ sont réalisés afin de prendre en compte les particularités de la microstructure et de comprendre leurs effets sur le comportement pour les intégrer dans un modèle micromécanique. Ce modèle a pour objectif de prendre en compte les propriétés multi-échelles de la microstructure ainsi que l'effet du vieillissement. La complexité de l'agencement des deux phases des aciers étudiés est analysée à partir de données cristallographiques acquises par EBSD (Electron Backscattered Diffraction). Grâce à la compréhension des mécanismes de solidification et au développement de post-traitements spécifiques, les différentes échelles de la microstrucure ainsi que leurs paramètres cristallographiques et morphologiques déterminants pour modéliser le comportement sont mis en avant. Dans l'objectif de corréler les champs simulés du modèle aux observations expérimentales, des mesures de champs par corrélation d'images numériques (CIN) sont utilisées pour enrichir les données acquises par les essais in situ. Ces mesures doivent permettre de mettre en évidence les mécanismes de déformation et leur redistribution aux différentes échelles de la microstructure et par conséquent de mesurer des déplacements du micromètre à quelques millimètres. Une méthode robuste de mesure et de superposition avec les données acquises par EBSD a été développée à cet effet. Elle permet d'expliciter l'importance de la répartition des phases et de leurs propriétés sur l'hétérogénéité des champs mécaniques et des variations avec le vieillissement thermique. Enfin, un modèle simplifié s'appuyant sur les observations précédentes est proposé. L'objectif est d'y inclure les paramètres fondamentaux à la compréhension du comportement et de décrire la répartition des champs de contrainte et de déformation dans les phases et aux interfaces menant à l'initiation de l'endommagement.