CFM 2019

Conception et réalisation d'un banc innovant de flexion/torsion pour limes endodontiques en alliages à mémoire de forme
Paul Xolin  1, *@  , Simon Becker  2@  , Frédéric Thiébaud  1@  , Marc Engels-Deutsch  1, 3@  , Tarak Ben Zineb  1@  
1 : Laboratoire dÉtude des Microstructures et de Mécanique des Matériaux  (LEM3)
Arts et Métiers ParisTech, Université de Lorraine, Centre National de la Recherche Scientifique : UMR7239
2 : Laboratoire dÉnergétique et de Mécanique Théorique Appliquée  (LEMTA)
Université de Lorraine, Centre National de la Recherche Scientifique : UMR7563
3 : Faculté d'Odontologie de Lorraine  (FOL)
Université de Lorraine
* : Auteur correspondant

L'objectif principal du traitement endodontique est l'exérèse du contenu organo-minéral du système canalaire d'une dent suite à l'inflammation ou l'infection de la pulpe. Cette procédure consiste en une mise en forme et au nettoyage de l'endodonte avant son obturation tridimensionnelle étanche. Cette opération se pratique essentiellement à l'aide de limes endodontiques. Initialement conçues en acier inoxydable et utilisées manuellement, les limes endodontiques actuelles sont en Nickel-Titane (NiTi), un alliage à mémoire de forme (AMF), et utilisées mécaniquement en rotation continue ou en rotation alternée. Le comportement des AMF est caractérisé par la présence d'une transformation d'une phase austénitique en une phase martensitique lors de chargements thermomécaniques. Cette particularité confère aux limes une superélasticité, par le fait de subir de larges déformations réversibles, mais également de présenter une rigidité apparente plus faible par rapport aux limes en acier. Les limes endodontiques en NiTi suivent mieux la trajectoire canalaire et respectent d'avantage sa morphologie. Elles sont également plus résistantes à la fatigue occasionnée par le mouvement mécanique.

Durant la mise en forme canalaire, une lime endodontique est soumise à un chargement complexe, composé à la fois de flexion, due à la courbure canalaire, et de torsion liée au mouvement de rotation de l'outil dans le canal dentaire. Pour caractériser une lime endodontique sur ses capacités en flexion et en torsion, la norme ISO 3630-1 cadre les tests lors de ces deux chargements. Cependant, la norme prévoit de soumettre séparément la lime à un chargement de flexion et de torsion et non pas de manière simultanée comme cela se passe lors d'un travail canalaire. Elle ne prend ainsi pas en compte les effets combinés de ces deux sollicitations.

Un banc d'essais de flexion-torsion a été conçu et réalisé pour étudier le comportement des limes endodontiques soumises à des sollicitations complexes en flexion et en torsion. Le banc d'essais applique à une lime endodontique (ou un fil de faible diamètre) une rotation de flexion et une rotation de torsion de manière simultanée ou isolée. Par l'utilisation de différents capteurs, le banc d'essais mesure les réponses en couple de l'échantillon testé suite aux différents chargements. La méthode de chargement et de mesure des réponses de l'échantillon reste inspirée de la norme ISO 3630-1.

Le banc d'essais a été qualifié en flexion et en torsion sur fils ainsi que sur différents types de limes en AMF couramment utilisés en endodontie. En particulier, ce banc a permis de mettre en évidence une réponse lors d'un chargement combiné de flexion/torsion plus souple que celles de la flexion et de la torsion, appliquées séparément, avec une diminution plus prononcée pour la réponse en flexion.

Les résultats issus des essais de flexion-torsion sur limes AMF NiTi seront exploités pour la validation d‘un modèle éléments finis. Il permettra de prédire la réponse d'une d'une lime avec une nouvelle géométrie dans une optique d'amélioration des performances de travail canalaire.


Personnes connectées : 65