Identifiant pérenne de la notice : 212769324
Notice de type
Notice de regroupement
Note publique d'information : Les céramiques biphasées d’hydroxypatite et de phosphate tricalcique, implantées comme
substituts osseux sont remplacées par un os naturel au cours du processus biologique
de remodelage du squelette. Ceci n’est possible que si la microstructure du matériau
comporte une porosité bimodale interconnectée. Or, la porosité est le principal facteur
diminuant leurs propriétés mécaniques. Ce travail est une étude complète de l’influence
de la porosité sur les propriétés de déformation et de rupture du matériau, depuis
l’élaboration jusqu’à la description du comportement mécanique. Des essais de compression
et de flexion ont été réalisés sur des éprouvettes balayant toute la plage de porosité
fabricable. Les résultats des essais ont été décrits à l’aide de modèles analytiques
dont tous les paramètres ont un sens physique. Leur pertinence ainsi que la validité
de leurs hypothèses de construction ont été étudiées. Ces modèles permettent la description
du comportement mécanique du matériau sur tout le domaine de porosité. Une méthode
de simulation numérique a été validée pour la description du comportement élastique
du matériau puis utilisée pour étudier l’influence de la modification de la morphologie
des pores. Les travaux suggèrent la nécessité d’une approche combinée de mécanique
de la rupture et d’étude de la concentration des contraintes par les pores pour décrire
de manière complète la rupture fragile du matériau à partir de défauts dont la formation
serait due à la microfissuration sous-critique pendant le chargement. Les conclusions
et les outils issus des résultats de la thèse ont été utilisés pour concevoir des
structures poreuses optimisées pour la substitution osseuse
Note publique d'information : Biphasic ceramics made of hydroxyapatite and tricalcium phosphate, used as bone substitutes,
are replaced by natural bone during the skeleton remodeling biological process. This
is possible only if the microstructure of the material presents an interconnected
bimodal porosity. However, porosity is the main factor that decreases their mechanical
properties. This work is a complete study of the influence of porosity on the deformation
and fracture properties of the materials, from their elaboration to the description
of their mechanical behaviour. Compression and bending tests have been performed on
specimens covering the whole attainable range of porosity. Test results have been
described using analytical models for which all parameters have a physical meaning.
Their validity and the hypothesis that led to their definition have been studied.
These models allow the description of the mechanical behaviour of the material over
the whole range of porosity. A numerical simulation method has been validated for
the description of the elastic behaviour of the material, and then to study the influence
of a modification of pore morphology. This work suggests the need for an approach
combining fracture mechanics and stress concentration by pores, to describe in a complete
manner the brittle fracture of the material from flaws which formation would be due
to sub-critical microcracking during loading. The conclusions and tools originating
from the results have been used to design optimised porous structures for bone substitution
paprika.idref.fr
data.idref.fr
Documentation
