2 - Propriétés mécaniques et physiques

2 . 1 - Propriétés mécaniques

Les propriétés mécaniques sont directement en relation avec la résistance des matériaux et donc sur leur longévité mais également avec leur capacité à transmettre des contraintes aux tissus dentaires calcifiés de la dent traitée mais aussi des dents proximales ou antagonistes.Les valeurs de contrainte durant la fonction s’élèvent à environ 220 N pour les incisives, 450N pour les prémolaires et 665N pour les molaires (Craig 1996).
Ces propriétés mécaniques vont également influencer les paramètres de la mise en œuvre (possibilité de brunissage d’un inlay métallique, aptitude au polissage).
Les différents essais mécaniques sont expliqués dans le chapitre sur les propriétés mécaniques)

2 . 1 . 1 - Dureté

C’est la capacité de la surface d’un matériau à résister à une déformation plastique.
Les tests de dureté les plus utilisés en odontologie sont les mesures de microdureté Vickers ou Knoop. Le principe de ces tests consiste à mesurer l’empreinte réalisée par un pénétrateur en diamant à base carrée (Vickers) ou losange (Knoop) sur la surface d’un matériau sous une charge définie.
La dureté va influencer la résistance à l’abrasion, la transmission des contraintes occlusales au sein du matériau et à la dent traitée de même qu’aux dents antagonistes, et l’aptitude au polissage.

Tableau 1 : Dureté Knoop des tissus durs dentaires

	Dureté Knoop (kg/mm²)
Email	340
Dentine	60

Même si la dureté est une propriété de surface, sa mesure peut parfois donner des renseignements sur la structure globale du matériau : ainsi, le degré de conversion d’une résine composite après polymérisation peut être approché par des mesures de dureté.

2 . 1 . 2 - Résistance à la traction

Le test de traction permet de caractériser plusieurs aspects du comportement mécanique d’un matériau qui vont influencer directement son aptitude à restaurer une perte de substance dentaire.
La rigidité du matériau définit par son module d’élasticité longitudinal (ou module d’Young) l’existence ou non d’un domaine de déformation plastique ; la valeur de la contrainte à la rupture définit la résistance à la rupture du matériau.

Tableau 2 : Module d’élasticité et résistance à la rupture des tissus durs dentaires

	Module d’élasticité (module d’Young) (GPa)	Résistance à la rupture (MPa)
Email	84	10,3
Dentine	18	98,7

La réalisation d’un essai de traction nécessite la réalisation d’une éprouvette dont la géométrie et la calibration doit être rigoureuse. Pour certains matériaux, il est difficile voire impossible de réaliser ces éprouvettes. Dans ce cas, un test de tension diamétrale est réalisé à partir d’un échantillon cylindrique. Ce test ne permet d’enregistrer que la valeur à la rupture du matériau testé. C’est un test couramment réalisé sur les matériaux plastiques utilisés en restauration coronaire.

2 . 1 . 3 - Résistance à la compression

Il s’agit de la valeur de résistance maximale enregistrée lors de la rupture d’un échantillon cylindrique soumis à une contrainte uni-axiale en compression.

Tableau 3 : Résistance à la compression des tissus durs dentaires

	Résistance à la compression (MPa)
Email	384
Dentine	297

Les contraintes en compression s’exercent essentiellement lors de la mastication sur les faces occlusales des molaires et des prémolaires.

2 . 1 . 4 - Résistance à la flexion

Les contraintes en flexion s’exercent essentiellement lors de la mastication sur le groupe incisivo-canin.

2 . 1 . 5 - Résistance au cisaillement

Les contraintes en cisaillement s’exercent essentiellement à l’interface tissu dentaire/matériau de restauration des reconstitutions collées. C’est la raison pour laquelle ce test est fréquemment utilisé pour évaluer les valeurs d’adhésion des différents matériaux même si ce n’est pas la seule approche possible.

Tableau 4 : Résistance au cisaillement des tissus durs dentaires

	Résistance au cisaillement (MPa)
Email	90
Dentine	138

2 . 1 . 6 - Résistance au fluage

Le fluage correspond à une déformation d’ensemble du matériau sous l’action de contraintes constantes ou variables qui se produit dans le temps. Il s’agit d’une déformation plastique qui aura pour conséquence une décohésion des bords de la restauration et donc une dégradation de l’adaptation marginale. Le fluage est dépendant de la température, de la contrainte appliquée et de la durée d’application de cette contrainte.
Cette valeur de fluage est particulièrement importante pour caractériser le comportement des amalgames dentaires.

2 . 1 . 7 - Fatigue

Les contraintes exercées sur les restaurations dentaires ne sont pas constantes, mais varient en fonction du temps. Il s’agit en fait de cycles de contraintes qui vont induire la propagation de fissures au sein du matériau. C’est la raison pour laquelle on peut observer des phénomènes de rupture en relation avec des contraintes relativement limitées, simplement parce que le matériau aura au préalable été fragilisé par la progression de fissures en son sein.
Ces contraintes peuvent s’exercer en compression, flexion, cisaillement ou associer plusieurs types de contraintes. C’est une des raisons qui rend difficile la modélisation de ce type de dégradation in vitro.

Figure 2 : Fatigue de l’obturation sous une sollicitation occlusale

2 . 1 . 8 - Résistance à l’abrasion

Lors de la fonction masticatrices (ou lors de parafonctions telles que le bruxisme), les surfaces dentaires vont être soumises à des forces de frottement générant une perte de matériau à partir de la surface, une dégradation de l’état de surface du matériau, et une altération de la forme de la restauration. Dans le cas où la résistance à l’abrasion du matériau est plus faible que celle des tissus dentaires, une « marche » au niveau marginal de l’obturation peut être créée.

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