Indicateurs de rugosités estimés

La capitalisation des expérimentations réalisées ainsi que le module d’évaluation de l’intégrité de surface développé en complément du cahier des charges précédent permettent d’estimer les indicateurs de rugosité et de tracer les cartographies associées. Concernant l’extrados (Fig.IV.8), l’indicateur Ra estimé évolue de 0,9 à 5,2 μm, ce qui permet de conclure qu'aucune facette ne respecte l’indicateur spécifié par le cahier des charges (Ra=0,2 μm). Les indicateurs estimés pour Ra sont tous au-dessus de la valeur visée. Cependant, les indicateurs de Ra les plus faibles, donc plus proche de l’indicateur spécifié par le cahier des charges se trouvent sur la face occlusale. L’indicateur de Rt estimé varie de 5 à 26 μm. L’indicateur spécifié par le cahier des charges (Rt=15 μm) est dans la plage des indicateurs de Rt estimés. Plusieurs facettes localisées sur les cuspides et les pans cuspidiens respectent le cahier des charges. L’indicateur de Rz estimé varie de 3,5 à 16,5 μm. L’indicateur spécifié par le cahier des charges (Rz=15 μm) est dans le haut de la plage des indicateurs de Rz estimés. Plusieurs facettes localisées sur les pans cuspidiens, ainsi que la majorité des facettes périphériques, respectent le cahier des charges. L’indicateur de Sa estimé fluctue de 0,8 à 3,5 μm. La valeur spécifiée par le cahier des charges (Sa=1,4 μm) est dans la plage des indicateurs de Sa estimés. Un ensemble de facettes localisées sur les cuspides respecte le cahier des charges. L’indicateur Sq estimé évolue de 0,9 à 4,2 μm. L’indicateur spécifié par le cahier des charges (Sq=1 μm) est dans la limite basse de la plage des indicateurs de Sq estimés. Plusieurs facettes localisées sur les cuspides respectent le cahier des charges. L’indicateur estimé de Sz fluctue de 9 à 27 μm. L’indicateur spécifié par le cahier des charges (Sz=20 μm) est dans la plage des indicateurs de Sz estimés. Certaines facettes localisées sur les pans cuspidiens respectent le cahier des charges.

123

Fig.IV.8. Exemples de cartographies (extrados) des indicateurs de rugosité estimés pour le COM Lyra-Enamic, F2000 mm/min.

Concernant l’intrados (Fig.IV.9), l’indicateur Ra estimé évolue de 0,8 à 5,3 μm. La face occlusale présente les indicateurs les plus faibles. L’indicateur visé par le cahier des charges (Ra=40 μm) n’est jamais atteint. Cependant, les facettes les plus proches de cette valeur (indicateur le plus élevé) sont situées sur les faces périphériques. L’indicateur de Rt estimé varie de 5,3 à 26,1 μm. L’indicateur spécifié par le cahier des charges (Rt=15 μm) est dans la plage des indicateurs de Rt estimés. Quelques facettes localisées sur le bord cervical et en face occlusale respectent le cahier des charges. L’indicateur de Rz estimé varie de 3 à 16,5 μm. L’indicateur spécifié par le cahier (Rz=15 μm) est dans le haut de la plage des indicateurs de Rz estimés. Quelques facettes localisées sur le bord cervical, ainsi que la majorité des facettes périphériques, respectent le cahier des charges. L’indicateur de Sa estimé fluctue de 0,7 à 3,6 μm. L’indicateur spécifié par le cahier des charges (Sa=50 μm) n’est jamais atteint. Aucune facette ne respecte le cahier des charges. Cependant, les facettes les plus proches de cette valeur (indicateur le plus élevé) sont situées sur les faces périphériques. L’indicateur estimé de Sz fluctue de 9 à 28,5 μm. L’indicateur spécifié par le cahier des charges (Sz=20 μm) est dans la plage des indicateurs de Sz estimés. Les facettes principalement localisées sur le bord cervical et la face occlusale respectent le cahier des charges. Les indicateurs Ra et Sa sont au plus près du cahier des charges dans des régions différentes suivant qu’il s’agisse de l’extrados ou de

Sz (µm) Ra (µm)

b) Cartographie de l’extrados de l’indicateur de rugosité estimé Sz

a) Cartographie de l’extrados de l’indicateur de rugosité estimé Ra

124 l’intrados. En effet, ces indicateurs sont plus proches du cahier des charges en face occlusale sur l’extrados et en faces périphériques sur l’intrados. Cela est cohérent puisque les fonctionnalités cliniques attendues sont différentes (Tab.IV.1). A l’inverse, les indicateurs Rt, Rz et Sz sont au plus près du cahier des charges dans des régions similaires qu’il s’agisse de l’extrados ou de l’intrados. Cela est aussi cohérent puisque les fonctionnalités cliniques attendues sont semblables (Tab.IV.1).

Fig.IV.9. Exemples de cartographies (intrados) des indicateurs de rugosité estimés pour le COM Lyra-Enamic, F2000 mm/min.

D’une manière générale, les indicateurs de rugosité 2D et 3D les plus faibles sont présents sur la face occlusale. Les faces périphériques affichent les indicateurs de rugosité 2D et 3D les plus élevés. Les indicateurs estimés au niveau de l’extrados et de l’intrados sont du même ordre de grandeur. En revanche, les faces respectant le cahier des charges (ou au moins étant les plus proches) peuvent différer en extrados et en intrados étant données que les fonctionnalités cliniques attendues sont différentes.

4.2.3. Indicateurs de performance

Le cahier des charges établi ainsi que les indicateurs de rugosité estimés précédemment permettent de calculer les indicateurs de performance de l’intégrité de surface et de tracer les cartographies associées. Concernant l’extrados (Fig.IV.10), l’indicateur de performance MSI, correspondant à la moyenne pondérée des écarts, évolue de 1,23 à 8,67. Les valeurs les plus

a) Cartographie de l’intrados de l’indicateur de rugosité estimé Ra

b) Cartographie de l’intrados de l’indicateur de rugosité estimé Sz

Sz (µm) Ra (µm)

125 faibles sont constatées sur la face occlusale et les plus élevées sur les faces périphériques (Fig.IV.10a). L’indicateur de performance SISD, correspondant à l’écart-type pondéré des écarts, évolue de 1,15 à 11,29. Les valeurs les plus faibles sont aussi obtenues sur la face occlusale et les plus élevées sur les faces périphériques (Fig.IV.10b).

Fig.IV.10. Exemples de cartographies (extrados) des indicateurs de performance pour le COM Lyra-Enamic, F2000 mm/min.

L’analyse du contact outil/prothèse au chapitre II a permis de réaliser une décomposition topologique de l’extrados prothétique par la définition de 3 régions topologiques (face occlusale, pans cuspidiens et faces périphériques). Il est alors possible de définir une plage d’indicateurs de performance correspondants à chaque région topologique préalablement établies sur l’extrados. Pour les 2 indicateurs de performance, il est observé leur augmentation lorsque l’orientation outil/facette s’accroit, ainsi qu’une pente positive sur l’intervalle considéré (Tab.IV.2).

b) Cartographie de l’extrados de l’indicateur de performance SISD a) Cartographie de l’extrados de

l’indicateur de performance MSI

126 θ Faces Cahier des charges MSI SISD

-5° à 35° Face occlusale Usure, esthétique 1,23 à 5,9 1,15 à 7,67

35° à 65° Pans cuspidiens Usure, esthétique 5,9 à 8,29 7,67 à 10,68

65° à 87.7° Faces périphériques Développement plaque

dentaire, esthétique 8,29 à 8.67 10,68 à 11,29

Tab.IV.2. Décomposition topologique de l’extrados pour le COM Lyra-Enamic, F2000 mm/min.

Une comparaison des cartographies des indicateurs de performance de l’IS (MSI, SISD) (Fig.IV.10) et la cartographie des orientations du chapitre II (Fig.II.17) met en avant le fait que les meilleurs indicateurs de performance de l’IS sont obtenus lors de l’usinage en bout.

Il est donc confirmé une corrélation entre les indicateurs de performance de l’intégrité de surface et l’orientation outil/prothèse.

Une optimisation de l’IS, par rapport au cahier des charges proposé peut passer par la modification de la stratégie d’usinage de façon à usiner en bout le maximum de la surface coronaire. Cela peut être rendu possible grâce à la mise en œuvre de MOCN 4 ou 5 axes continus. Ces machines offrent la possibilité d’utiliser les axes rotatifs pour optimiser l’orientation outil/facette en continu (axes rotatifs actuellement très peu utilisés en cours d’usinage) de façon à être au plus proche des indicateurs de rugosité souhaités.

MSI SISD

127 L’utilisation d’une seule stratégie d’usinage pour toute la surface coronaire ne permet pas de répondre localement au cahier des charges clinique. Il faudrait pour cela adapter la stratégie d’usinage à chaque région topologique, afin d’obtenir des indicateurs de performance optimaux.

Concernant l’intrados (Fig.IV.11), l’indicateur de performance MSI, correspondant à la moyenne pondérée des écarts, évolue de 0,47 à 0,82. Les valeurs les plus faibles sont constatées sur le bord cervical et les pans cuspidiens et, les plus élevées sur la face occlusale (Fig.IV.11a). L’indicateur de performance SISD, correspondant à l’écart-type pondéré des écarts, évolue de 0,16 à 0,42. Les valeurs les plus élevées sont obtenues sur le bord cervical et les pans cuspidiens et, les plus faibles sur la face occlusale (Fig.IV.11b).

Fig.IV.11. Exemples de cartographies (intrados) des indicateurs de performance pour le COM Lyra-Enamic, F2000 mm/min.

Les indicateurs de performance d’intégrité de surface proposés permettent de réaliser une décomposition topologique par plage d’indicateurs de performance en corrélation avec les fonctionnalités cliniques attendues (Tab.IV.3). Il est observé une évolution en fonction de l’orientation outil/prothèse inverse des deux indicateurs de performance MSI et SISD. Le pseudo plateau autour de la valeur d’orientation outil/prothèse de 35° des deux indicateurs de performance conforte le choix de cette valeur d’orientation comme seuil appliqué à la décomposition topologique.

a) Cartographie de l’intrados de l’indicateur de performance MSI

b) Cartographie de l’intrados de l’indicateur de performance SISD

SISD MSI

128 θ Faces Cahier des charges MSI SISD

-5° à 35° Face occlusale Rétention 0,82 à 0,482 0,16 à 0,40

35° à 65° Pans cuspidiens Rétention, fatigue

Étanchéité 0,47 à 0,569 0,42 à 0,338

65° à 87.7° Faces périphériques Rétention 0,569 à 0,6 0,328 à 0,34

Tab.IV.3. Décomposition topologique de l’intrados pour le COM Lyra-Enamic, F2000 mm/min.

En résumé, l’ensemble des résultats confirment qu’en extrados la face occlusale est la zone la plus proche du cahier des charges en termes de rugosité. D’un point de vue clinique ceci permet d’assurer un maximum de fonctions requises dans cette zone. La zone la plus éloignée du cahier des charges est celle correspondant aux faces périphériques. En intrados, l’indicateur de performance MSI indique que les zones respectant le mieux le cahier des charges sont le bord cervical et les pans cuspidiens. D’un point de vue clinique ceci permet d’assurer un maximum de fonctions requises dans ces zones. Les zones occlusales sont les plus extrêmes par rapport au cahier des charges. L’indicateur de performance SISD indique que dans les zones à faibles MSI, il existe une forte dispersion entre les indicateurs de rugosité, et réciproquement dans les zones à forts MSI.

Dans nos conditions d’essais, les cartographies relatives aux deux indicateurs de performance de l’intégrité de surface (MSI et SISD) (Figs.IV.10, 11) sont assez semblables. Cependant les indicateurs de performance de l’intrados sont très nettement inférieurs à ceux de l’extrados (ratio de 2,6 à 26,9 fois environ). Les meilleurs résultats en termes d’intégrité de surface (plus

MSI SISD

129 proches du cahier des charges établi) sont obtenus sur l’intrados. Le COM retenu ici (couple outil/matière partiel Enamic-Lyra, F2000 mm/min) permet d’obtenir une meilleure intégrité de surface en intrados par rapport à l’extrados. La différence principale du cahier des charges entre l’intrados et l’extrados est afférente aux indicateurs de rugosité arithmétiques. Les indicateurs de rugosité arithmétiques sont de l’ordre de 40-50 μm pour l’intrados contre moins de 1 micron pour l’extrados.

Les valeurs retenues dans le cahier des charges de l’intrados associées au COM choisi par rapport à celle de l’extrados, sont donc favorables à de meilleurs indicateurs de performance de l’intégrité de surface. Il semble alors nécessaire d’envisager une décomposition topologique avec deux COM différents, un COM pour l’extrados et un pour l’intrados. Même si un changement de biomatériaux n’est évidemment pas possible entre l’extrados et l’intrados, en revanche un changement d’outil et de paramètres d’usinage est complétement réalisable.