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    Comportement mécanique des structures dentaires
    (2020-07-02) BOUZOUINA Kheira; Encadreur: BOUTABOUT Benali
    الملخص الهدف من هذه الدراسة هو تحليل تأثير جهود المضغ على شدة وتوزيع ضغط فون مايزس المكافئ المتولد في العظام والعناصر التي تشكل بنية الأسنان. يهتم التحليل العددي ثلاثي الأبعاد بطريقة العنصر بدراسة مقارنة بين هيكلين للأسنان يخضعان لأحمال ثابتة وديناميكية. يخضع كل نظام من أنظمة الأسنان للتحميل الميكانيكي الذي يحاكي عمل السن في ثلاثة اتجاهات: تاجي-دروي ،نصفي-مَسَيْحِيّ ولساني شدقي. هناك العديد من الحلول لاستبدال واحد أو أكثر من الأسنان المفقودة. الحل الأول هو استخدام ثلاثة أطقم أسنان تحل محل السن الشبه المولية والسنين الموليين. الحل الثاني هو استخدام نظام جسر الأسنان المكون من ثلاثة تيجان ويهدف إلى استبدال أول الأسنان المولية المفقودة باستخدام غرستين. أبرزت هذه الدراسة موقع مناطق تركيز الإجهاد من ناحية ، على مستوى مناطق التلامس بين عناصر هيكل الأسنان ومن ناحية أخرى ، على مستوى العظم المحيط بزراعة الأسنان. مهما كانت جهود الإطباق الساكنة أو الديناميكية والمتعلقة بأطراف الأسنان ، فإن أعلى ضغوط مكافئة توجد في عناصر نظام جسر الأسنان. يقدرشدة الجهد الديناميكي فون ميزس في طقم الأسنان ضعف شدة الجهد الثابت في ونظام جسر الأسنان. العظم هو الحلقة الأضعف في بنية الأسنان ، وهو مرهق للغاية في الجزء العلوي منه ، والذي يتلامس مع الغرسة. أظهرت النتائج أن الإجهاد الأقصى يمثل خطرًا لتدهور العظم الإسفنجي في البداية للوصول إلى العظم القشري وأخيرًا تفكك الغرسة. قد يكون جسر الأسنان هو الخيار الأفضل إذا كان للأسنان المجاورة حشوات كبيرة وتحتاج إلى تيجان في المستقبل. وإذا فقدت السن أو الأسنان لفترة طويلة ، فسيتم تقليل اللثة والعظام وهناك حاجة إلى إجراءات أخرى بدلاً من زراعة الأسنان. ومع ذلك فإن عيوب نظام جسر الأسنان هو أنه يسبب فقدان العظام تدريجيًا ، لأنه لا يحفز المضغ في الواقع و لا يستقر السن الاصطناعي على عظم الفك مما يؤدي إلى تفاديه. الكلمات المفتاحية ديناميكية- العظم الإسفنجي -جسر الأسنان- أطقم أسنان - لساني شدقى- الأسنان المولية Résumé: L’objectif de cette étude est d'analyser l'effet des efforts masticatoires sur l'intensité et la distribution de la contrainte équivalente de von Mises engendrée dans l'os et les éléments qui constituent la structure dentaire. L'analyse numérique tridimensionnelle par la méthode des éléments, s’intéresse à une étude comparative entre deux structures dentaires soumises à des charges statique et dynamique. Chacun des systèmes dentaires est sollicité à un chargement mécanique simulant le fonctionnement de la dent selon les trois directions : corono- apicale, disto-mésiale et Linguo-buccal. Il existe plusieurs solutions pour remplacer une ou plusieurs dents manquantes. La première solution consiste à utiliser trois prothèses dentaires qui remplacent la dent prémolaire et les deux dents molaires. La deuxième solution consiste à utiliser le système de bridge dentaire constitué de trois couronnes et il vise à remplacer la première dent molaire manquante en s’appuyant sur deux implants. Cette étude a mis en évidence la localisation des zones de concentration de contraintes, d'une part, au niveau des régions de contact entre les élément de la structure dentaire et d'autre part, au niveau de l'os entourant l'implant dentaire. Quels que soient les efforts occlusales statique ou dynamique et relativement à la prothèse dentaire, les contraintes équivalentes maximales les plus élevées se trouvent dans les éléments du système de bridge dentaire. L'effort dynamique conduit à une contrainte de von Mises dans la prothèse dentaire et le système de bridge dentaire dont l'intensité est environ deux fois plus grande que celle de l'effort statique. L’os est le maillon le plus faible de la structure dentaire, il est fortement sollicité dans sa partie supérieure, qui est en contact avec l’implant. Les résultats montent que les contraintes maximales présentent un risque de détérioration de l’os spongieux en premier abord pour atteindre l’os cortical et finalement le descellement de l’implant. Un bridge dentaire peut être la meilleure option si les dents voisines ont de gros obturations et ont besoin de couronnes dans le futur. Et si la dent ou les dents ont été perdues pendant une longue période, la gomme et l'os seront réduits et d'autres procédures sont nécessaires à la place de l'implant dentaire. Néanmoins, l'inconvénient du système de bridge dentaire est qu’il entraîne progressivement une perte osseuse, car il ne stimule pas la mastication. En effet, la dent artificielle ne prend pas appui sur l’os de la mâchoire ce qui cause ce désagrément. Les mots clés : l’os spongieux- L'effort dynamique-Linguo-buccal-bridge dentaire –prothèse dentaire-dent molaire Abstract : The objective of this study is to investigated the effect of chewing efforts on the intensity and distribution of the equivalent von Mises stress generated in the bone and the elements that constitute the dental structure. The three-dimensional numerical analysis by the finite element method is interested in a comparative study between two dental structures subjected to static and dynamic loads. Each of the dental systems is subjected to mechanical loading simulating the operation of the tooth in three directions: corono-apical, mesio- distal and bucco-lingual. There are several solutions to replace one or more missing teeth. The first solution is to use three prostheses that replace a premolar tooth and two molar teeth. The second solution is to use a dental bridge system made of three crowns supported by two implants and it aims to replace the first missing molar tooth. This study highlighted the location of stress concentration zones, on the one hand, at the level of the contact regions between the elements of the dental structure and on the other hand, at the level of the bone surrounding the dental implant. Whatever the static or dynamic occlusal efforts and relative to the dental prosthesis, the highest maximum equivalent stresses are found in the elements of the dental bridge system. The dynamic effort leads to a von Mises stress in the dental prosthesis and the dental bridge system, which is approximately twice as great as that of the static effort. The bone is the weakest link in the dental structure, it is highly stressed in its upper part, which is bonded to the implant. The results show that the maximum stresses firstly present a risk of deterioration of the cancellous bone and the cortical bone and finally the loosening of the dental implant. A dental bridge may be the best option if the neighboring teeth have large fillings and need crowns in the future. And if the tooth or teeth have been lost for a long time, the gum and bone will be reduced and other procedures are needed in place of the dental implant. However, the downside of dental bridge is that it gradually causes bone loss, as it does not stimulate chewing. Indeed, the artificial tooth does not rest on the jaw bone which causes this inconvenience Keywords : bucco-lingual- dental prosthesis- dental bridge- bone cancellous -dynamic occlusal- molar teeth
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    CONTRIBUTION A L’ETUDE DU COMPORTEMENT MECANIQUE DES MATERIAUX
    (2015-12-10) CHAMA Mourad; Encadreur: BOUTABOUT Benali
    الملخص (بالعربية) تستخدم المواد المكونة من مادتين على نطاق واسع وفي مختلف فروع التكنولوجية مثل الهندسة الميكانيكية والإلكترونيات والهندسة الكهربائية لأنها تتكون من مادتين ذات الخصائص الفيزيائية والميكانيكية المختلفة تماما. سلوك الكسر المواد الغير المتجانسة يتطلب تعمقا في مجال البحث التي لا تزال معقدة ومفتوحة. يهدف هذا العمل بالاضافة الى عرض التحليل العددي باستخدام الطريقة العناصر المنتهية لحالة التوتر وانتشار صدع بدأ في السيراميك وعلى مقربة من واجهة التقاء المادتين تحت تأثير تحميل الميكانيكية الحرارية. ركزت الدراسة على تحليل نماذج هندسية ثنائية الأبعاد واحد والمعنيين الآخرين ثلاثي الأبعاد، الأول هو شعاع في الانحناء، وتتكون من مادتين هشة ومرن، والثاني هو مادة المزدوج السيراميك المعدن يتعرض لاختبار الشد. وأجريت دراسة مقارنة بين اثنين من السلوك مرونة ومرونة والبلاستيك من المواد المرن. جرى تحديد العديد من العوامل مثل درجة الحرارة الإنتاج، وحجم شرخ والحمل المطبق لنشر وضع مختلط من الصدع وانحرافه في السيراميك. Résumé (Français et/ou Anglais) : Les bi-matériaux sont largement utilisés dans différences branches de la technologie comme la mécanique, l’électronique et l’électrotechnique parce qu’ils sont constitués de deux matériaux dont les propriétés physiques et mécaniques sont totalement différentes. Le comportement en ruptures des matériaux hétérogènes nécessite des connaissances approfondies et le domaine de recherche reste complexe et ouvert. Le travail ainsi présenté a pour objectif d’analyser numériquement par la méthode éléments finis l’état de contraintes et la propagation d’une fissure initiée dans la céramique et au voisinage proche de l'interface sous l’effet d’un chargement thermomécanique. L'étude porte sur l'analyse de deux modèles géométriques l'un bidimensionnel et l'autre tridimensionnel respectifs, le premier est une poutre en flexion, elle est composée de deux matériaux fragile et ductile et le second est un bi-matériau céramo-métallique soumis à un essai de traction. Une étude comparative a été faite entre les deux comportements élastiques et élasto-plastiques du matériau ductile. Plusieurs facteurs ont été mis en évidence tels que la température d’élaboration, la taille de la fissure et la charge appliquée sur la propagation en mode mixte de la fissure et sa déviation dans la céramique. The bi-material are widely used in various branches of technology as mechanics, electronics and electrical engineering because they are made of two materials, the physical and mechanical properties are totally different. Their behavior breaks require a thorough knowledge of heterogeneous materials and the research area is complex and open. The work so presented has for objective to analyze numerically by the finite element method the state of stress and propagation of a crack initiated in ceramics and in close proximity to the interface under the effect of a thermo-mechanical loading. The study focuses on the analysis of two-dimensional geometric models of one and the other respective three-dimensional, the first is a beam in bending, it is composed of two brittle and ductile materials and the second is a metal-ceramic bi-material subject to tensile test. A comparative study was made between elastic and elastic-plastic behavior of ductile material. Several factors have been identified, such as the development temperature, the size of the crack and the load applied to the mixed-mode propagation of the crack and its deflection in the ceramic.
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    Modélisation numérique des assemblages collés à base d’adhésifs nanostructurés
    (2020-10-28) HADJ BOULENOUAR Rachid; Encadreur: BOUTABOUT Benali; Co-Encadreur: DJEBBAR Noureddine
    Abstract : The objective of this study is to analyze numerically by the three-dimensional finite element method, the intensity and the distribution of Von Mises, shear and peel stresses in a nanostructured adhesive joint which assembles two plates in Aluminum alloy 2024-T3. This adhesive is of DER 331 epoxy nature, filled with spherical silica (SiO2) nanoparticles of the same size, the content of which varies from 0% to 30%. These silica nanoparticles are injected into the adhesive in the liquid state in a homogeneous manner in order to see their effects on the mechanical behavior of the epoxy-nanosilica composite. The adhesive is the area of weakness, but as the interface with the substrate remains strong, the failure is cohesive in the adhesive. With a numerical approach, we present a comparative study between the two linear elastic and elastoplastic behavior laws of the adhesive joint to show the effect of the volume of nanoparticles on the stress distribution within a cracked and non-cracked adhesive. The stresses are also evaluated according to the overlap length of the adhesive and its thickness by crossing the crack front. The results obtained numerically by the finite element method show that the addition of nanoparticles in the epoxy matrix with ductile behavior contributes to the improvement of the mechanical properties of the epoxy-nanosilica composite, by increasing its mechanical resistance to the propagation of cracks. The use of nanoparticles solutions to slow down the propagation of cracks in epoxy resin, or even to stop them. Résumé : L’objectif de cette étude est d'analyser numériquement par la méthode des éléments finis tridimensionnelle, l'intensité et la répartition des contraintes de Von Mises, de cisaillement et de pelage dans un joint adhésif nanostructuré qui assure l'assemblage de deux plaques en alliage d’Aluminium 2024-T3. Cet adhésif est de nature époxy DER 331, rempli de nanoparticules de silice (SiO2) sphérique et de même taille dont la teneur varie de 0 % à 30%. Ces nanoparticules de silice sont injectées dans l’adhésif à l’état liquide d’une façon homogène afin de voir leurs effets sur le comportement mécanique du composite époxy-nanosilice. L’adhésif constitue la zone de faiblesse, mais que l’interface avec le substrat reste forte, la rupture est cohésive dans l’adhésif. Avec une approche numérique on présente une étude comparative entre les deux lois de comportements élastique linéaire et élastoplastique du joint adhésif pour montrer l’effet du volume des nanoparticules sur la distribution des contrainte au sein d'un adhésif fissuré et non fissuré. Les contraintes sont évalués aussi suivant la longueur de recouvrement de l'adhésive et son épaisseur en traversant le front de fissure. Les résultats obtenus numériquement par la méthode des éléments finis montrent que l'ajout des nanoparticules dans la matrice époxyde à comportement ductile contribue à l'amélioration des propriétés mécanique du composite époxy-nanosilice, en augmentant sa résistance mécanique à la propagation des fissures. L'utilisation des solutions de nanoparticules pour ralentir la propagation de fissures dans la résine d'époxy, voire même pour les arrêter.