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AVERTISSEMENT Ce document est le fruit d'un long travail approuvé par le jury de soutenance et mis à disposition de l'ensemble de la communauté universitaire élargie. Il est soumis à la propriété intellectuelle de l'auteur. Ceci implique une obligation de citation et de référencement lors de l’utilisation de ce document. D'autre part, toute contrefaçon, plagiat, reproduction illicite encourt une poursuite pénale. Contact : ddoc-theses-contact@univ-lorraine.fr LIENS Code de la Propriété Intellectuelle. articles L 122. 4 Code de la Propriété Intellectuelle. articles L 335.2- L 335.10 http://www.cfcopies.com/V2/leg/leg_droi.php http://www.culture.gouv.fr/culture/infos-pratiques/droits/protection.htm Institut Polytechnique de Lorraine ENSIC École doctorale RP2E Laboratoire Réactions et Génie des Procédés CNRS (UPR 3349) THESE Présentée par Maxime HELFER Pour obtenir le grade de Docteur de l’Université de Lorraine Discipline : Génie des Procédés et des Produits ETUDE DES MATERIAUX DE RECONSTRUCTION PROTHETIQUE ODONTOLOGIQUE EN SALIVE ARTIFICIELLE Présentée et soutenue publiquement à Nancy, le 9 octobre 2012, devant le jury composé de : Monsieur Pierre-Hubert DUPAS Professeur des Universités Rapporteur Monsieur Bernard GIUMELLI Professeur des Universités Rapporteur Monsieur Jean-Paul LOUIS Professeur des Universités Examinateur Monsieur Jacques MARGERIT Professeur des Universités Examinateur Madame Nathalie HUBERT Maître de Conférences des Universités Examinatrice Monsieur Olivier ETIENNE Maître de Conférences des Universités Examinateur Monsieur Michel DIRAND Professeur des Universités Directeur Monsieur Claude ARCHIEN Maître de Conférences des Universités Co-Directeur 1 Glossaire N.B. : Toutes les illustrations présentées sans référence, sont issues de documents internet libres de droit. Tous les pourcentages rapportés dans ce travail sont exprimés en pourcentages pondéraux (sauf précision inverse) Les définitions suivantes proviennent, lorsqu’elles concernent l’odontologie, du dictionnaire des termes prothétiques odontologiques, CNEPO, ed SNPMD, Paris 2004  Alpha case : impuretés qui peuvent, dans certaines conditions, se former durant la coulée du titane. Elles sont dues à l’interaction ente le métal en fusion et le revêtement ou le creuset. La terminologie alpha case provient du fait de l’augmentation du domaine alpha du diagramme de phase TiX (X=Si, Al…) cf. Annexe V  Barbotine : suspension stable de grains dans un milieu le plus souvent aqueux. Pâte liquide de céramique  Biocompatibilité : capacité d’un matériau à fonctionner dans une application spécifique avec une réponse favorable de l’hôte.  BSE = Back Scattered Electrons = électrons rétro diffusés : mode d’analyse au MEB  CFAO : conception et fabrication assistée par ordinateur. La CFAO dentaire comprend l’acquisition par empreinte, scannage ou palpage, la modélisation par maquette physique ou numérique et l’usinage, par procédés soustractifs ou additifs.  Châssis : en prothèse amovible partielle, synonyme d’armature ou infrastructure métallique.  Coefficient de dilatation thermique (CDT) : changement de longueur par unité de longueur d’un matériau lorsque sa température s’élève ou s’abaisse d’un degré. Les CDT de la céramique et de l’alliage qui la supporte doivent être harmonisés pour obtenir une résistance optimale de l’ensemble. 2  Crochet : système d’attache des prothèses amovibles partielles. La rétention est obtenue par l’engagement de l’extrémité du crochet, dans une zone en contre- dépouille sous la ligne guide de la dent support.  Dureté Vickers : la dureté est la résistance d’un matériau à la pénétration. Pour la méthode dite de Vickers, on utilise une pyramide de diamant à base carrée sur laquelle on applique une pression déterminée. La diagonale de l’empreinte ainsi réalisée est directement reliée à la dureté à l’aide d’un abaque.  Écrouissage : modification des propriétés mécaniques et de la structure d’un matériau due à une déformation permanente imposée à chaud ou à froid.  Fluage : déformation progressive d’un matériau solide soumis à une contrainte permanente.  Frettage : contraction d’un matériau sur un autre assurant la rétention. Par exemple frettage de la céramique sur un métal approprié.  Frittage : 1.Action de soumettre à une vitrification préparatoire des matières premières pour les purifier. 2 Agglomération de poudres métalliques.  Glaçage thermique : cuisson finale de la céramique, sous vide ou non, à une température qui peut être inférieure, égale ou supérieure à la température de cuisson du biscuit, et visant à modifier superficiellement le rapport entre la phase vitreuse et la phase cristalline.  Glaçure : poudre de céramique incolore dont le point de fusion est égal ou inférieur à celui de la céramique sur laquelle elle est appliquée en surface et donnant une fine couche vitreuse et lustrée (par abus de langage, appelée glazure ou glasure dans le domaine odontologique).  HN = High Noble = classe des alliages de haute noblesse de la norme Identalloy®  ISO = International Organization for Standardization  Liquidus : température la plus basse à laquelle un métal ou un alliage est complètement liquide.  MEB = Microscope électronique à balayage (SEM en anglais)  Montage de la céramique : étapes successives consistant à disposer à tour de rôle les différentes couches de céramique afin d’obtenir les volumes et les effets esthétiques désirés.  M.P.U. : Modèle positif unitaire, en prothèse fixée (die en anglais) 3  N = Noble = classe des alliages nobles de la norme Identalloy®  Opaque : première couche de céramique cuite sur l’alliage des couronnes métallo- céramiques, qui a la propriété de masquer la teinte du métal et de réaliser la liaison alliage-céramique.  Passivation : processus par lequel les métaux et alliages sont rendus plus résistants à la corrosion par un traitement de surface qui conduit à la naissance d’une fine couche stable et superficielle d’oxyde inerte.  P.A.P. : Prothèse amovible partielle  P.A.P.I.M. : Prothèse amovible partielle à infrastructure métallique.  PB = Predominantly Base = classe des alliages non nobles de la norme Identalloy®  PMS-IC = Inductively coupled plasma mass spectrometry = Spectromètre de masse quadripolaire à source plasma  PPB = part per billion = particule par milliard ; également exprimé en µg.L-1  RSD = Rate Standard deviation = exprimée en % (écart type/ moyenne)  SE = Secondary Electrons = électrons secondaires : mode d’analyse au MEB  Solidus : température la plus haute à laquelle un métal ou un alliage est complètement solide.  TA6V4 = alliage couramment utilisé en odontologie comportant 90 % de titane, 6 % d’aluminium et 4 % de vanadium.  Ténacité : caractérise le comportement d'un matériau à la rupture en présence d'une entaille. Exprimée par le KIc (coefficient d’intensité de contrainte critique de fond d’entaille)  Thixotropie : capacité pour un fluide d’avoir une viscosité décroissante quand il est soumis à une pression, puis de reprendre sa viscosité initiale. 4  Tribologie : Science qui étudie les phénomènes susceptibles de se produire entre deux systèmes matériels en contact, qu’il s’agisse de frottement, d’usure, ou de lubrification.  Usure adhésive : elle est caractérisée par un transfert de matière d’une surface vers l’autre lors de leur mouvement relatif et résulte des forces adhésives agissant à la jonction des aspérités de surface.  Usure abrasive : résulte d’une aspérité dure endommageant la surface d’un matériau plus tendre. La présence d’une particule dure provient soit du matériau dur, soit de débris captifs entre les surfaces. La résistance à l’abrasion est généralement en relation avec la dureté, mais sans proportionnalité.  Usure corrosive : apparaît lorsque l’environnement interagit chimiquement ou électroniquement avec l’une ou les deux surfaces. La vitesse d’usure dépend donc de la réactivité chimique des surfaces dans le milieu.  Viscosité : propriété qui tend dans une masse fluide en mouvement, à s’opposer aux inégalités de vitesse des molécules. L’inverse de la viscosité est la fluidité. La viscosité s’exprime en poises.  X = symbole statistique = désigne la moyenne de plusieurs valeurs  σ = symbole statistique = désigne l’écart type (Standard Deviation) 5 Sommaire INTRODUCTION ...................................................................................................................... 8 1 - LES MATERIAUX PROTHETIQUES DENTAIRES ...................................................... 11 11 – Rappels sur les principales grandeurs liées aux essais mécaniques ............................. 12 12 – Les céramiques ............................................................................................................. 13 121 – Définitions .............................................................................................................. 13 122 – Composition et classification ................................................................................. 14 123 – Rôle des constituants .............................................................................................. 22 124 – Propriétés physiques et mécaniques des céramiques ............................................. 23 125 – Dégradation ............................................................................................................ 27 126 – Biocompatibilité, toxicité, allergie ......................................................................... 29 127 – Une céramique particulière : la zircone.. ................................................................ 30 128 – Normes ................................................................................................................... 37 13 – Les Résines acryliques ................................................................................................. 38 131 – Définitions .............................................................................................................. 38 132 – Composition, rôle des constituants ......................................................................... 38 133 – Polymérisation ........................................................................................................ 40 134 – Propriétés mécaniques et physiques des résines acryliques. .................................. 41 135 – Dégradation ............................................................................................................ 42 136 – Biocompatibilité, toxicité, allergie ......................................................................... 43 137 – Normes ................................................................................................................... 46 14 - Les matériaux métalliques ............................................................................................ 47 141 - Alliages à base de métaux précieux ........................................................................ 47 142 - Alliages à base Ni, Cr et Co ................................................................................... 55 143 - Titane et ses alliages ............................................................................................... 62 144 – Normes ................................................................................................................... 69 2 - COMPORTEMENT DES MATÉRIAUX PROTHETIQUES EN MILIEU BUCCAL ..... 71 21 – Formes de dégradations ................................................................................................ 71 211 – Fatigue .................................................................................................................... 71 212 – Corrosion ................................................................................................................ 74 213 – Conséquences ......................................................................................................... 81 22 – Influence du milieu ....................................................................................................... 84 6 221 – Facteurs intrinsèques .............................................................................................. 84 222 – Facteurs extrinsèques ............................................................................................. 86 23 – Moyens d’évaluation de la uploads/Litterature/ etude-des-materiaux-de-reconstitution-prothetique.pdf