La viscoélasticité est une combinaison des deux phénomènes et peut être expliquée simplement par deux modèles :
Le modèle de Maxwell, ressort et amortisseur en série, représente le comportement d'un matériau viscoélastique liquide. Il possède un comportement totalement élastique sous un effort brutal (un choc par exemple) et présente une déformation résiduelle permanente après arrêt de la contrainte.
Le modèle de Kelvin-Voigt, ressort et amortisseur en parallèle (Figure 7), représente le comportement d'un matériau viscoélastique solide ne possédant aucune élasticité instantanée. Sous une déformation brutale, les contraintes deviennent infinies. Après arrêt de la contrainte le matériau retrouve sa dimension initiale.
Ce sont les élastomères après polymérisation qui, dans le domaine de l’odontologie, sont les plus représentatifs du comportement viscoélastique. Les macromolécules, freinées par leur encombrement et les liaisons secondaires qu’elles ont établies entre elles ralentissent la déformation lors de la mise en charge (lors du franchissement d’une contre-dépouille, par exemple). Elles retourneront à leur état d’origine après la fin de la sollicitation mécanique.
Le modèle de la figure 7 est cependant trop simple. En réalité, le mécanisme est plus complexe et il est mieux décrit dans la figure 8.
Le modèle de la figure 8 permet de comprendre les déformations que vont subir les matériaux à empreintes élastiques types silicones, polysulfures ou polyéthers lors de leur désinsertion après prise, en présence de contre-dépouille. Lorsque l’on franchit cette contre-dépouille, le matériau se déforme immédiatement, avec un comportement apparemment élastique (temps 1). Comme le franchissement de la contre-dépouille est parfois difficile et prend un temps certain, le comportement viscoélastique se manifeste, avec un déplacement des deux amortisseurs du schéma, correspondant à la réorientation des macromolécules du polymère : elles s’orientent progressivement parallèlement les unes par rapport aux autres (temps 2). Dès l’instant où la contre-dépouille est franchie, nous observons une récupération immédiate mais partielle. L’empreinte semble avoir globalement repris sa forme correcte, mais il demeure toujours une déformation des macromolécules qui mettront plus de temps à récupérer un état thermodynamique plus stable en se repliant sur elles-mêmes. La récupération n’est pas totale car certaines des macromolécules ne retrouvent pas leur forme originelle. Cette déformation est définitive : c’est la déformation permanente.
De l’étude de ce modèle, il convient de retenir essentiellement deux éléments pour améliorer la précision dimensionnelle du modèle issu d’une empreinte réalisée avec un élastomère :Il est nécessaire d’attendre quelques minutes pour obtenir la récupération différée, entre le temps deux et trois. Couler trop rapidement cette empreinte après désinsertion conduit à enregistrer la distorsion des macromolécules avant que la récupération ne puisse se produire.Le temps de franchissement de la contre-dépouille, donc le temps total de désinsertion de l’empreinte doit être le plus bref possible afin de limiter au maximum les déformations viscoélastiques visqueux qui majorent la déformation permanente.
On peut également mesurer le comportement viscoélastiques de corps par des mesures mécaniques en fonction du temps :
Il est possible de distinguer deux comportements viscoélastiques différents :
Un grand nombre de corps comme les polymères ont un comportement mixte, solide et liquide qui est souvent lié à l’état physique ou chimique de la matière. Un monomère qui polymérise puis réticule passe de l’état liquide visqueux à liquide viscoélastique puis solide viscoélastique avant d’être parfaitement élastique. Ces comportements dépendent également de la température. Ces différentes propriétés ne sont pas cliniquement visibles lors de la prise des matériaux. Il faut bien en connaître le fonctionnement physico-chimique afin d’évaluer leur comportement clinique et d’éviter les erreurs.