Projet Matériaux pour ingénieur

Sommaire
1. Introduction
o Contexte et concept des prothèses dentaires
o Rôle de la science des matériaux pour les ingénieurs dans le choix des matériaux
2. Caractéristiques mécaniques des prothèses dentaires
o Propriétés mécaniques
o Structure et résistance aux contraintes physiologiques
o Limite conventionnelle d’élasticité et plasticité
o Déformation et comportement sous contraintes
3. Matériaux utilisés pour les prothèses dentaires
o Types de matériaux
o Impact sur la flexibilité et la durabilité
o Choix des matériaux selon les exigences biomédicales
4. Prévention des complications
o Influence des matériaux sur les performances attendues

o Rôle des matériaux dans la prévention des complications
5. Conclusion
6. Références
1. Mise en contexte
Les prothèses dentaires jouent un rôle crucial dans la restauration des fonctions masticatoires et esthétiques des
patients souffrant de pertes dentaires. Leur fabrication implique une sélection rigoureuse de matériaux
biocompatibles, capables de résister aux contraintes mécaniques et chimiques de la cavité buccale. L’intégration
des avancées en science des matériaux permet aujourd’hui d’optimiser la durabilité et le confort des prothèses
dentaires.
Les prothèses dentaires sont nécessaires pour remplacer des dents manquantes en raison de caries, de maladies
parodontales, de traumatismes ou du vieillissement naturel. Elles permettent de restaurer la mastication,
l'esthétique et la phonation, contribuant ainsi à une meilleure qualité de vie.
Les prothèses dentaires sont disponibles sous différentes formes : fixes (couronnes, bridges, implants) et
amovibles (dentiers complets ou partiels). Elles sont fournies par des laboratoires spécialisés et des cliniques
dentaires, avec des options sur mesure en fonction des besoins des patients.
Le prix des prothèses varie selon les matériaux utilisés et la technologie de fabrication. Les modèles économiques,
souvent en résine acrylique, sont plus abordables mais ont une durabilité moindre. Les modèles haut de gamme,
comme ceux en zircone ou en titane, offrent une meilleure résistance et esthétique, mais à un coût plus élevé. Le
coût varie de quelques centaines à plusieurs milliers d'euros selon la complexité et la personnalisation.

Les prothèses de haute qualité offrent une meilleure adaptation à la morphologie buccale et une résistance
accrue aux forces masticatoires. Les matériaux comme la céramique permettent une meilleure imitation des
dents naturelles, tandis que les polymères sont plus adaptables mais moins durables.
Les prothèses restaurent la fonction masticatoire, améliorent l'esthétique faciale et préviennent la résorption
osseuse. Elles permettent aussi d'éviter les troubles digestifs liés à une mauvaise mastication et améliorent la
confiance en soi.
Les matériaux doivent être compatibles avec l'environnement buccal, dont le pH varie entre 6,2 et 7,6. Certains
alliages métalliques peuvent subir de la corrosion dans des environnements acides, tandis que les céramiques et
polymères sont plus stables.
Les risques incluent des réactions allergiques aux alliages, une usure prématurée, une mauvaise adaptation
provoquant des douleurs ou des infections, et une altération des matériaux avec le temps.
La durabilité des prothèses varie selon les matériaux : les polymères durent en moyenne 5-10 ans, tandis que les
céramiques et alliages métalliques peuvent durer 15-20 ans ou plus. L'évolution des technologies, comme
l'impression 3D et les nanomatériaux, améliore la précision et la qualité des prothèses.
Ce rapport présente une analyse des matériaux utilisés pour la conception des prothèses dentaires. La démarche
débute par une présentation des contraintes biologiques et mécaniques. Ensuite, un indice de performance est
développé pour comparer les matériaux selon leur pertinence clinique et technique. Enfin, nous discutons des
implications et perspectives d'amélioration du choix des matériaux.
.

2. Contraintes et propriétés recherchées
Les prothèses dentaires doivent posséder des propriétés physiques et chimiques permettant leur durabilité et
leur biocompatibilité. Parmi les critères essentiels :
 Propriétés physiques : faible porosité, bonne stabilité dimensionnelle, faible conductivité thermique.
 Propriétés mécaniques : résistance à la traction, compression et flexion, limite élastique élevée.
 Propriétés chimiques : résistance à la corrosion et à l'usure chimique, inertie face aux fluides buccaux.
 Propriétés biologiques : biocompatibilité, non-toxicité, absence de réaction inflammatoire.
Les matériaux proposés respectant ces contraintes liées aux propriétés ci-dessus couramment utilisés incluent :
 Céramiques (zircone, alumine) pour leur esthétique et leur biocompatibilité.
 Polymères (PMMA) pour leur légèreté et leur adaptabilité.
 Alliages métalliques (titane, alliages Co-Cr) pour leur robustesse et leur résistance à la corrosion.
Les prothèses doivent donc être peu perméables pour éviter l'infiltration de salive, limitant ainsi le risque de
dégradation et de prolifération bactérienne. La toxicité des composants (monomères résidus, libération d'ions
métalliques) doit être évaluée.
Pour le respect des normes sanitaires, ces matériaux (prothèses) doivent répondre aux exigences de normes
comme :

 ISO 10993 (biocompatibilité)
 ISO 6872 (céramiques dentaires)
 ISO 22674 (alliages métalliques)
 FDA et CE pour leur utilisation clinique.
Les prothèses dentaires sont soumises à divers mécanismes de dégradation qui influencent leur durabilité
et leur performance. L’usure mécanique résulte des frottements continus dus à la mastication, ce qui peut
altérer leur surface au fil du temps. Par ailleurs, la dégradation chimique est causée par l’interaction des
matériaux avec la salive et les aliments, pouvant entraîner une dissolution progressive ou des modifications
structurelles. Enfin, le vieillissement thermique est une contrainte majeure, les fluctuations de température
dans la cavité buccale pouvant affecter les propriétés mécaniques et la stabilité dimensionnelle des
matériaux.
Pour maximiser les performances des prothèses, plusieurs propriétés doivent être prises en compte. Une
faible densité est essentielle pour alléger la structure et assurer une bonne répartition des contraintes,
évitant ainsi une usure prématurée. La capacité d’adhésion aux supports naturels ou artificiels est
également primordiale pour garantir une fixation stable et durable. De plus, les matériaux doivent être en
mesure de maintenir leurs propriétés esthétiques et mécaniques au fil du temps, assurant ainsi une bonne
longévité et une intégration harmonieuse dans la cavité buccale.