Ce travail de thèse porte sur l’analyse de la tenue mécanique d’un type particulier de prothèse dentaire, la prothèse transvissée sur quatre implants communément appelée «All-on-Four», destinée au traitement des patients totalement édentés. Il est nécessaire de tenter de mieux connaître les indications et la pérennité de ce type de prothèse, car elle a montré de nombreux cas de défaillances précoces. Dans un premier temps, le travail a porté sur l'élaboration d'un capteur occlusal quantifiant les forces fournies par le patient. Ce capteur, facile d'utilisation et peu onéreux, peut devenir un outil commun des cabinets dentaires et permettre au praticien de personnaliser le design de la prothèse et de détecter les patients à risques. Dans un deuxième temps, la recherche a porté sur l'étude proprement dite de la prothèse transvissée sur quatre implants. Le but est d’observer les conséquences d'une solution complète prothétique fixe sur les mouvements du corps mandibulaire lors des trois phases principales de la mastication que sont l'intercuspidie maximale, le bout à bout incisif et la latéralité travaillante. L’influence de plusieurs paramètres a été étudiée (matériaux de la prothèse, design de la prothèse, qualité de l’os mandibulaire, angulation des implants postérieurs). L’étude a été conduite, d’abord par voie numérique, grâce à un modèle par éléments finis paramétré, puis par voie expérimentale, par la création d'un banc test mécanique novateur qui tente de respecter au mieux la physiologie humaine. Il ressort que le biomimétisme est l'une des meilleures réponses mécaniques aux solutions prothétiques en odontologie : l'optimisation et la pérennité des soins doivent tenir compte des propriétés mécaniques des tissus naturels et respecter la physiologie du patient. A terme, l’étude vise à permettre d’optimiser le rôle de prescripteur du chirurgien-dentiste dans le choix de la solution prothétique. Cette démarche s’inscrit dans la dentisterie moderne et actuelle dénommée «e-dentisterie», dont le principe est d’automatiser le processus de création d’une solution prothétique individualisée pour chaque patient, depuis le cabinet du praticien dentaire jusqu’au centre d’usinage / This thesis deals with the analysis of the mechanical behavior of a particular dental prosthesis, named “All-on-Four”, specifically dedicated to totally edentulous patients. Because several complications have been reported, it is necessary to understand the precise behavior of these prostheses. Initially, a new device has been developed, in order to quantify the intensity of the occlusal forces developed by the patient during mastication. Because it is very simple to use and not expensive, this device could help the dental surgeon in choosing the prosthesis’ design and in identifying the high-risk patients. Then the research focused on the prosthesis itself. The aim was to understand how the fixed implant rehabilitation can interact with the mandibular bone deformation during the three main steps of mastication which are incisal clenching, maximum intercuspation and unilateral molar clench. The influence of several parameters was investigated, including the prosthesis’ materials, the prosthesis’ design, the quality of the mandibular bone, and the angulation of posterior implants. The study was conducted in two ways: the first one is numerical, with a complete finite element model of the rehabilitated mandible; the second was experimental and was performed thanks to an innovative test bench specifically developed in order to respect the mandibular physiology. The results showed that biomimetics is one of the best solutions for prosthodontics in dentistry: the optimization and reliability of dental cares have to take into account the mechanical properties of natural tissues and respect the physiology of the patient. In perspective, this study aims to help the dental surgeon in deciding which prosthetic solution should be prescribed to his patient. This approach comes within the scope of the modern dentistry named “e- dentistry”, which consists of designing an individual prosthetic device for each patient through a complete automated processing between the dental surgeon’s office and the fabrication laboratory

Cette thèse aborde une étude biomécanique de l’Articulation Temporo Mandibulaire (ATM), dont l’un des objectifs est la définition d’une approche complète, faisant appel à des outils modernes, permettant la conception d’une prothèse d’ATM personnalisée. Tout d’abord, nous avons conçu et réalisé un tribomètre reproduisant les conditions physiologiques de fonctionnement de l’ATM, afin d’étudier les interactions entre un matériau prothétique et de l’os porcin et de quantifier leurs usures respectives. La conception prothétique personnalisée passe par la réalisation d’un « état des lieux ». Nous avons donc défini un protocole de caractérisation non invasif de l’ATM. Il correspond à l’acquisition de sa géométrie actuelle et des mouvements élémentaires de la mandibule. Dans un deuxième temps, des simulations numériques en dynamique des corps rigides et/ou en éléments finis ont été réalisées pour accéder à des grandeurs mécaniques, telles que contraintes et déformations, nécessaires à la conception d’une prothèse. La totalité du protocole a été menée sur deux sujets d’étude : un sujet présentant une résorption condylienne et un sujet asymptomatique. Des modèles numériques personnalisés ont été construits pour chaque cas. Ces modèles nous ont permis d’étudier le fonctionnement articulaire de chaque individu. Nous avons effectué des comparaisons entre ces deux sujets et nous avons pu constater des différences notables concernant le fonctionnement articulaire. Il s’est avéré que les changements morphologiques occasionnés par la résorption osseuse ont des conséquences sur l’activité musculaire, ainsi que sur les efforts articulaires. Ce travail a permis d’enrichir les connaissances fondamentales par rapport au fonctionnement de l’ATM. Il a également permis de valider des outils d’évaluation de l’état fonctionnel de l’articulation. L’approche développée durant cette thèse est mise en pratique au sein de la société OBL, spécialisée dans la conception et la réalisation de prothèses maxillo-faciales sur mesure. Elle peut également être utilisée comme outil d’évaluation de solutions prothétiques existantes et à venir / This thesis deals with a biomechanical study of the Temporo-Mandibular Joint (TMJ); one of the objectives of this work is the definition of a complete approach, using modern tools, allowing the design of a personalized TMJ prosthesis. First of all, a tribometer reproducing the TMJ physiological conditions was designed and built, in order to study the interactions between porcine bone and a prosthetic material and to quantify their respective wears. Through this device, the relationships between the contact parameters and bone wear were determined. Personalized prosthetic design needs first to carry out “a state-of-the-art”. We defined a non invasive protocol for TMJ characterization. It corresponds to the acquisition of its current geometry and of the mandible elementary motions. In a second step, numerical simulations of rigid bodies and/or finite elements were achieved to obtain the mechanical quantities, such as stresses and strains, necessary for the prosthesis design. The entire protocol was conducted on two subjects: an asymptomatic one and a second one with condylar resorption. Personalized numerical models were built for each case. These models allowed us study the joint functioning of each subject. We made comparisons between these subjects and significant differences were found. It was proved that the changes produced by bone resorption have an impact on muscle activity, as well as contact forces in joints. This work allowed enhancing the fundamental knowledge regarding TMJ operating conditions. It also enabled to validate evaluation tools of the functional state of the joint. The approach developed during this thesis is applied by OBL society, specialized in the design of customed maxillofacial prostheses. The approach proposed in this work can also be used as an evaluation tool of existing prosthetic solutions, as well as future solutions