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MINISTERE DE L'ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSIT

MINISTERE DE L'ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITE FERHAT ABBAS-SETIF UFAS (ALGERIE) MEMOIRE Présenté à la Faculté des Sciences de l'Ingénieur Département d'Optique et de Mécanique de précision Pour l'Obtention du Diplôme de MAGISTER Option: Mécanique Appliquée Par Melle : LAISSANI NASSIRA THEME Influence du renforcement sur les propriétés mécaniques des matériaux dentaires Soutenue le : ... /.../ 2010 devant la commission d'examen: Pr: BOUZID SAID Prof à l'université de Sétif Président Dr: SMATA LAKHDAR M. C à l'université de Sétif Rapporteur Dr: OUAKDI EL HADJ M. C à l'université de Sétif Examinateur Dr: DJEDDOU FARHAT M. C à l'université de Sétif Examinateur Remerciements J’exprime ma profonde gratitude et mes respects à mon encadreur Mr : SMATA LAKHDAR pour son suivi judicieux. Mes sincères remerciements messieurs les membres de jury de nous avoir honoré de leur présence. Je tiens aussi à remercier les membres du laboratoire de Physique et Mécanique des matériaux métallique et à leur tête son directeur le Dr OUAKDI EL-HADJ pour leurs encouragements. Et sans oublier de remercier mes amis et mes camarades qui m’ont beaucoup soutenu, conseillé et aidé. ……….NASSIRA Résumé Le but de ce sujet est d’améliorer les propriétés mécaniques des matériaux dentaires (la résine dentaires) par l’ajout des poudres céramiques (Al2O3). Une fois renforcés, le biomatériau est soumis à différents tests mécanique telles que l’usure, la fatigue, la flexion et la dureté. Aussi pour simuler l’influence du milieu buccal, ces matériaux sont stockés dans différents bains tels que : l’eau distillée, l’acide citrique et l’heptane pour des durées biens déterminées. Après le stockage, on procède à nouveau aux mesures des propriétés mécaniques pour évaluer les performances de ces biomatériaux. Mots- clés: Matériaux dentaires, usure, fatigue, flexion, dureté, renforcement, Stockage. 1 3 3 4 5 10 17 25 27 28 30 30 32 33 34 35 36 37 39 40 42 44 44 44 Sommaire Introduction générale…………………………………………………………… Chapitre I: Les matériaux dentaires 1.1 Introduction .……..………………………………………………………........ 1.2 Définitions.………………………………………………......…....................... 1.3 Différents types de matériaux dentaires de restauration.................................... 1.3.1 Les résines acryliques …………………………………………………........ 1.3.2 Les résines composites………………………………………………............ 1.4 Les céramiques dentaires................................................................................... 1.5 L'amalgame……………………………………………………………............ 1.6 Les alliages métalliques ………………………………………………............ 1.7 Les céments ……………………………………………………………........... Chapitre II: Les propriétés mécaniques des matériaux dentaires 2.1 Introduction ………………………………………………………………….. 2.2 La fatigue des matériaux dentaires.................................................................... 2.2.1 La courbe de Wöhler…………………………………………………........... 2.2.2 Les contraintes résiduelles………………………………………….............. 2.2.3 L'aspect statistique de la rupture par fatigue................................................... 2.2.4 La fatigue cyclique des composites et céramique des bridges dentaires dans l’eau................................................................................................................. 2.2.4 Le comportement fatigue en flexion des résines composites.......................... 2.2.5 La propagation des fissures par fatigue en flexion à quatre points dans un composite de restauration.................................................................................... 2.2.6 Test de fatigue en rotation............................................................................... 2.2.7 La fracture dans les biomatériaux................................................................... 2.2.8 La rupture des matériaux de restauration........................................................ 2.3 L'usure des matériaux dentaires………………………………………............. 2.3.1 Introduction…………………………………………………………............. 2.3.2 Les types d'usure……………………………………………………............. 52 54 55 56 56 58 59 59 59 60 60 61 63 63 64 65 65 67 68 68 80 83 86 92 101 102 2.3.3 Comparaison entre la résistance à l'usure des dents en céramique, en résine et la celle de l'émail de la dent humaine........................................................ 2.3.4 L'usure dans les matériaux dentaires............................................................... 2.3.5 Les paramètres de fonctionnement du milieu buccal..................................... 2.4 La dureté des matériaux dentaires...................................................................... 2.4.1 Définition........................................................................................................ 2.4.2 Mesure de dureté Vickers………………………………………................... Chapitre III: Matériaux et procédures expérimentales 3.1 Introduction........................................................................................................ 3.2 But du travail...................................................................................................... 3.3 Matériaux utilisés............................................................................................... 3.4 L'essai d'usure…………………………………………………………. ........... 3.4.1 Préparation des échantillons…………………………………………. ........... 3.4.2 Le dispositif d'usure........................................................................................ 3.5 L'essai de fatigue................................................................................................ 3.5.1 Les éprouvettes de la fatigue................................................................ ....... .... 3.5.2 Le dispositif de fatigue………………………………………………. ........... 3.5.3 Le test de fatigue.................................................................................. ........... 3.6 L'essai de flexion...................................................................................... .......... 3.7 L'essai d'indentation................................................................................. .......... 3.8 Les résultats.............................................................................................. ......... 3.8.1 Les résultats de l'usure......................................................................... ........... 3.8.2 Les résultats de la fatigue…………………………………………… ............ 3.8.3 La mesure la dureté Vickers................................................................. .......... 3.8.4 La mesure de la flexion................................................................................... 3.9 Discussion.......................................................................................................... Conclusion............................................................................................................... Bibliographie......................................................................................................... Introduction Les évolutions futures devraient améliorer les propriétés des matériaux pour le besoin de l’être humain. La science des biomatériaux dentaire semble de plus en plus indispensable à notre exercice quotidien. Les biomatériaux sont des éléments importants dans les prothèses fixes et les traitements des dents naturelles. Ils ont pour fonction une stabilité des propriétés physiques et mécaniques pour un long moment de travail dans un environnement oral complexe. Malgré une certaine réticence sociale, il n’est pas rare aujourd’hui que nous utilisions nos dents, les incisives en particulier, pour couper ou maintenir un objet. Les sociétés du passé faisaient une utilisation des dents bien plus intensive que la nôtre et l’ethnologie a parfois décrit la denture comme une véritable troisième main. Chacun sait aujourd'hui, que la dent et un organe vivant, dans un milieu buccal variable suivant l’alimentation utilisée. Les dents peuvent être affectées par différents facteurs tels que : cassure, carie, chute, coloration, malformations…etc. Grâce au développement de la recherche scientifique et l’élaboration des nouveaux matériaux, tout peut être rénové par la restauration, ou le remplacement des dents naturelles par des dents artificielles. Il y'a plusieurs types des dents des prothèses qui sont conçus à partir des matériaux dentaires afin de trouver un meilleur remède à la dent naturelle. Actuellement il existe quatre types principaux de matériaux dentaires : résine, céramique, composite et amalgame. La biocompatibilité de ces matériaux aux corps humains est basé sur des caractérisations mécaniques tels que : l'usure, la flexion, la dureté, l'endommagement par fatigue, le collage, la caractérisation chimique de stockage et la dégradation sous les divers milieux. Le but de notre travail est d’étudier l'effet du renforcement sur les propriétés mécaniques (usure, fatigue, dureté) des résines dentaires. Aussi cette étude traite l’effet du stockage dans des bains simulants l’environnement du milieu buccal sur le biomatériau renforcé. Ce travail comporte ainsi trois chapitres: -des généralités sur les matériaux dentaires et les différents types de matériaux utilisés en dentisterie sont présentées dans le premier chapitre. -le deuxième chapitre se rapporte à quelques rappels bibliographiques sur les propriétés mécaniques des biomatériaux. 1 -le dernier chapitre concerne la partie expérimentale avec les méthodes opératoires employées, les résultats des essais et la discussion de l'expérimental. La conclusion rapporte un résumé des résultats obtenus. 2 CHAPITRE I LES MATERIAUX DENTAIRES CHAPITRE I LES MATERIAUX DENTAIRES 1.1 Introduction: Les propriétés biophysiques des matériaux dentaires ont permis leur utilisation dans de nouvelles applications cliniques. Avec le développement croissant de nouveaux produits, il est important pour le clinicien de comprendre les facteurs qui vont conduire au succès de la réalisation prothétique. Afin d’évaluer un nouveau procédé, il faut garder à l’esprit une série de questions concernant : les qualités mécaniques, l’esthétique, l’abrasion, les études cliniques et le coût. La recherche continue d’élaborer des matériaux de restauration plus résistants, plus esthétiques et permettant de multiples applications cliniques telles que couronnes, bridges, dents….. 1.2 Définitions: La dent humaine se compose de plusieurs éléments dont [1]: • Email : le plus minéralisé et le plus dur de tout le corps humain. Il recouvre la partie de la dent exposée à l’environnement buccal, et la protège contre les contraintes mécaniques et les agressions chimiques. • Pulpe : c’est un tissu mou fortement vascularisé et innervé, au centre de la dent, à partir duquel se fait la dentinogénèse. C’est le plus sensible des tissus dentaires ; il peut se nécroser. • Dentine : elle constitue avec la pulpe la plus grande partie de la dent ; elle est recouverte dans sa partie coronaire par l’émail. En contact avec la pulpe, elle est formée notamment d’odontoblastes, cellules spécialisées se prolongeant depuis la pulpe dans les tubules dentinaires. Peu minéralisée, sa partie organique est formée surtout de collagène. 3 CHAPITRE I LES MATERIAUX DENTAIRES • Cément : c’est un tissu minéralisé recouvrant la racine. Tissu conjonctif spécialisé, le moins dur des trois tissus dentaires durs. S’il est mis à nu au niveau des collets, il s’usera rapidement. Pulp Email Figure 1.1 : Schéma d’une molaire humaine. 1.3 Différents types de matériaux dentaires de restauration: Les matériaux pour restaurations dentaires doivent présenter des caractéristiques micro structurelles et physico-chimiques leur permettant de résister aux contraintes masticatoires répétitives dont l'effet endommageant dans le temps peut amener le matériau à subir un échec mécanique prématuré [2]. Un matériau de restauration dentaire doit remplir un ensemble de conditions pour être admissible dans la pratique dentaire quotidienne. Anusavice (1999) [3] a énoncé ces propriétés de la façon suivante: le matériau idéal d’obturation directe devrait être biocompatible; de la couleur de la dent; tolérant pour ce qui est des propriétés liées à sa manipulation ; insensible à l’humidité et au desséchement ; s e solidifier sans équipements spéciaux ; capable de créer des liens stables avec l’émail et la dentine ; susceptible de sceller des cavités marginales en diguant l’invasion bactérienne; capable de libérer du fluorure ou 4 CHAPITRE I LES MATERIAUX DENTAIRES des agents antibactériens, de reminéralisation lorsque la déminéralisation est très probable et résistant aux atteintes chimiques [3]. Les biomatériaux ne sont pas des substances continues, homogènes et isotropes, c'est-à-dire possédant des propriétés physiques identiques dans toutes les directions. Ils renferment des particularités de structure, des défauts locaux, hétérogénéités physiques et chimique [4]. La plupart uploads/Ingenierie_Lourd/ laissani-nacira.pdf