Les combustibles à particules sont constitués de particules sphériques d'oxyde d'uranium enrobé de plusieurs couches de confinement, noyées dans une matrice graphite. Pour prendre en compte l'influence de la répartition aléatoire des particules sur les chargements thermomécaniques locaux, une modélisation multi-échelle est nécessaire. Le choix s'est porté vers la méthode des éléments finis au carré, où interviennent deux échelles distinctes de discrétisation : une structure "macroscopique" homogène dont les propriétés en chaque point d'intégration sont calculées sur une seconde structure "microscopique" hétérogène (Volume Elémentaire Représentatif). La première partie de l'étude vise à caractériser la microstructure aléatoire par un indicateur morphologique basé sur la distribution des distances minimales entre les centres des particules. Le comportement élastique des VER, obtenu par calcul éléments finis, a ensuite été comparé à un modèle analytique. Enfin, nous avons défini des indicateurs de représentativité thermique et mécanique basés sur les modes de rupture des particules sous irradiation.