Introduction

Dans le milieu buccal, les matériaux sont sollicités mécaniquement dans des conditions physiologiques (mastication, déglutition) ou pathologiques (bruxisme). Les restaurations doivent donc posséder des qualités de résistance à ces sollicitations.

Cette résistance correspond à la capacité de supporter les forces appliquées sans se fracturer ou subir une déformation excessive. Cette demande en résistance varie en fonction des indications cliniques. Pour une couronne coulée unitaire, un certain taux de déformation ne pose pas de problème. Par contre, un bridge de longue portée céramo-métallique nécessite le choix d’un alliage de grande rigidité afin d’éviter la fracture de la céramique de recouvrement, matériau fragile.

Dans l’analyse des propriétés mécaniques, la difficulté a été de départager la rigidité intrinsèque du matériau de la géométrie de la structure.

1 - Contraintes et déformations

L’effet des forces sur différents matériaux est expliqué par Robert HOOKE (1635-1703), de façon empirique à l’échelle macroscopique : un matériau à l’état solide ne résiste à une force appliquée qu’en se déformant sous l’action de cette force. Les matériaux sont élastiques. Il établit une règle, la loi de HOOKE, selon laquelle l’allongement est toujours proportionnelle à la force appliquée. Cette loi n’est rigoureusement vraie que pour les céramiques, le verre, la plupart des minéraux et les métaux les plus durs.

Mais, dans quelle mesure le comportement d’une structure dépend de son matériau constitutif plutôt que de ses dimensions et de sa forme ? Nous avons besoin de standards objectifs de comparaison qui soient indépendant de la taille et de la forme du matériau.

La considération des conditions qui règnent en chaque point d’un matériau soumis à des forces mécaniques conduit aux notions de contrainte et de déformation. La définition claire et utilisable de ces deux notions est due à Augustin CAUCHY (1789-1857). Quand on soumet un corps à l’action de forces extérieures, des contraintes s’établissent par réaction, à l’intérieur de ce corps. À ces contraintes sont associées des déformations.

Pour s’affranchir de la dépendance des dimensions du matériau, les paramètres contrainte et déformation sont utilisés.

⇒ ⇒ La contrainte détermine avec quelle intensité les atomes du matériau sont écartés les uns des autres ou comprimés les uns sur les autres. Cette contrainte est, pour une traction simple, la force qui agit sur une unité de surface du matériau.

     σ = F/S
     Elle se mesure en Pascal (Pa).

Les trois principales contraintes sont la traction, la compression et le cisaillement qui sont définies plus loin.

⇒ ⇒ La déformation indique dans quelles proportions les liaisons inter atomiques (à l’échelle microscopique) et la structure elle-même (l’objet, à l’échelle macroscopique) ont été déformées. La déformation, pour une traction simple, est le rapport de l’allongement à la longueur initiale.

     ε = (L-Lo)/Lo
     L’allongement est sans unité.

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