O uso de materiais resinosos sobre o tecido dentário é uma alternativa para a prevenção da progressão da erosão, contudo existem poucas informações sobre o efeito da infiltração resinosa na lesão de erosão. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito dos materiais resinosos sobre (sem remoção de excesso) e supostamente dentro (com remoção de excesso) do esmalte previamente erodido, submetido a desafio erosivo subsequente. Os blocos de esmalte bovino foram imersos em HCl 0,01 M, pH 2,3 durante 30 segundos para a formação de lesão inicial de erosão. Em seguida, os blocos foram divididos aleatoriamente e tratados de acordo com 8 grupos (n=12): Cc e Cs- controle sem tratamento, Hc e Hs- selante de fossas e fissuras (Helioseal Clear®), Ac e As- adesivo autocondicionante (Adhese®), Ic e Is- infiltrante (Icon®); sendo c- com remoção de excesso e s- sem remoção de excesso do material. Os materiais foram aplicados de acordo com as recomendações dos fabricantes. Nos grupos com remoção de excesso, após a aplicação dos materiais houve a remoção de seu excesso da superfície de esmalte com um cotonete, anteriormente a fotopolimerização. Após o tratamento, todos os espécimes foram submetidos à ciclagem erosiva, por meio da imersão em ácido clorídrico (0,01M; pH 2,3) por 2 minutos, seguida da imersão em saliva artificial por 120 minutos, 4 vezes ao dia, durante 5 dias. A espessura de material e o desgaste dentário foram analisados por meio da perfilometria e os resultados submetidos ao teste ANOVA a dois critérios e teste de Tukey (p<0,05). Na análise do desgaste dentário após o desafio erosivo, os grupos sem remoção de excesso (Hs, As, Is) se comportaram de forma semelhante (p>0,05), constatando-se a presença de material sobre o esmalte prevenindo a perda da estrutura dentária. Os grupos nos quais o excesso de material sobre o esmalte foi removido (Hc, Ac, Ic) resultaram em perda de esmalte após a aplicação. Além disso, esses grupos (Hc, Ac, Ic) não foram capazes de proteger o esmalte contra a erosão, uma vez que após o desafio erosivo o desgaste do esmalte destes grupos foi semelhante ao grupo controle. Com base nos resultados do presente estudo, conclui-se que os materiais resinosos são capazes de proteger o esmalte contra a erosão dentária somente quando estão presentes sobre a superfície dentária, formando uma barreira mecânica. / The use of resin-based materials over the dental tissue is an alternative for erosion progression prevention, however there is little information regarding the effect of resin infiltration into erosive lesion. The aim of this study was to evaluate the effect of resin-based materials over (without excess removal) and into (with excess removal) previously eroded enamel, subjected to erosive challenge. Bovine enamel blocks were immersed in HCl 0.01 M, pH 2.3 for 30 seconds for the formation of softened erosion lesion. Then the blocks were random divided and treated according to 8 groups (n=12): Cc and Cs- control without treatment, Hc and Hs- fissure resin sealant (Helioseal Clear®), Ac and As- self-etch adhesive (Adhese®), Ic and Isinfiltrant (Icon®); being c- with excess removal and s- without excess removal of the material. The materials were applied according to manufacture instructions. The groups with excess received the same materials, however before light curing the excess of material over enamel was gently removed with a cotton roll. After treatment, the blocks were immersed in HCl for 2 min, followed by immersion in artificial saliva for 120 min, 4 times per day, during 5 days (erosive cycling). Enamel wear and material thickness were analyzed using profilometry and the results submitted to two-way ANOVA and Tukeys test (p<0.05). Groups Hs, As, Is, resulted in the formation of a layer of material over enamel, being effective in inhibiting erosion progression. Groups in which the material over enamel was removed (Hc, Ac, Ic), resulted in enamel loss after application. In addition, they (Hc, Ac, Ic) were not able to protect enamel, since after the erosive challenge enamel wear of these groups was similar to control. Based on the results of this study, resin-based materials are able to protect enamel against erosion only when they are present over enamel, forming a mechanical barrier.

Objetivos: Este trabalho é composto de seis estudos que têm como objetivos avaliar: (1) a eficácia de métodos caseiros e profissionais na limpeza de faces proximais intactas e com cavidade, em contato, (2) e após simulação da separação dentária; (3) a fluorescência intrínseca de materiais seladores e a capacidade desses materiais em bloquear a fluorescência do substrato subjacente; (4) o desempenho do exame de fluorescência a laser (FL) em detectar e quantificar lesões proximais de cárie em molares decíduos sob materiais seladores; (5) verificar a microinfiltração e capacidade de penetração do selante em lesões proximais com cavidade; e (6) avaliar clinicamente o sucesso do selamento proximal quando comparado ao tratamento restaurador convencional. Materiais e Métodos: Para os objetivos (1) e (2), oito pares de molares decíduos foram utilizados na avaliação da eficácia dos métodos de limpeza proximal. Para isso, dois dispositivos foram idealizados, um que simulava o contato proximal dos dentes e o outro que mimetizava a separação dentária com o espaço entre as faces proximais de 0,5 mm. Um marcador em spray foi aplicado nas faces proximais e os métodos foram realizados. Todos os métodos foram testados nos mesmos dentes, após total remoção do corante e nova aplicação do mesmo. Após o teste de cada método, as faces foram fotografadas em lupa e analisadas. Para o objetivo (3), cavidades padronizadas de 0,5 e 1 mm confeccionadas em placas de acrílico transparentes e preenchidas com diferentes materiais resinosos foram utilizadas na avaliação da fluorescência intrínseca e capacidade de bloqueio de fluorescência destes materiais. As cavidades foram medidas com o DIAGNOdent pen quando vazias (baseline) e logo depois de preenchidas. As medições foram repetidas 24h, uma semana e um mês após o preenchimento. Já para o objetivo (4), trinta molares decíduos com lesões de cárie proximais sem cavidade foram selecionados para a avaliação da influência de um selante e de um adesivo dentinário na detecção destas lesões. Para isso, os dentes foram montados em um dispositivo que permitiu o contato proximal, e as faces com lesões foram medidas com o DIAGNOdent pen após limpeza 11 (baseline) e logo após a aplicação do material. As medições foram repetidas 24h, uma semana e um mês após o selamento. Ao final, os dentes foram seccionados e analisados quanto à presença e profundidade da lesão de cárie. No objetivo (5), quarenta e cinco molares decíduos e quarenta molares permanentes com lesões de cárie proximais com cavidade (ICDAS 3, 4 ou 5) foram usados para avaliar a microinfiltração e habilidade de penetração de dois materiais seladores, com ou sem aplicação prévia de adesivo dentinário. Após o selamento, os dentes sofreram termociclagem (1000 ciclos) e microinfiltração com azul de metileno a 2% por 24h. Posteriormente os dentes foram seccionados e a microinfiltração e capacidade de penetração avaliadas. Para o objetivo (6), um estudo piloto in vivo comparou o sucesso do selamento de lesões de cárie proximais com cavidade em molares decíduos quando comparado ao tratamento restaurador convencional com resina composta. Foram incluídas 8 crianças com 22 lesões proximais, das quais 13 foram seladas e 9 foram restauradas após randomização simples por sorteio. Todas as lesões foram acompanhadas clinica e radiograficamente por 18 meses. Resultados: (1) Em molares decíduos em contato, o fio dental foi o método mais eficaz na área de interesse, removendo 83,1% do marcador. Nas ameias, a escova dental apresentou os melhores resultados, com remoção muito próxima a 100%. (2) Em molares decíduos simulando a separação temporária, as escovas interproximais média e grande foram capazes de remover a maior quantidade de marcador da área de interesse. A escova de Robinson se mostrou mais eficaz, removendo entre 84 e 100% do marcador das ameias e se estendendo à área abaixo do ponto de contato, removendo 48,2% do marcador. Os métodos falharam em remover placa do interior da cavidade. Mesmo com a separação temporária, as escovas interproximais maiores que o espaço removeram no máximo 20% do marcador. (3) Nas placas de acrílico, o adesivo dentinário de dois frascos apresentou-se mais estável, apresentando menos alterações de fluorescência intrínseca nas medições realizadas até um mês após o selamento e exercendo menor influência nas medições da fluorescência da superfície subjacente. Entre os selantes, o material transparente e com 58% de carga apresentou os resultados mais aceitáveis. (4) Nas lesões de mancha branca em molares decíduos seladas com o adesivo dentinário de dois frascos, as leituras de FL demonstraram boa correlação com a profundidade da lesão, verificada histologicamente. (5) No selamento de lesões proximais com cavidade em dentes permanentes e decíduos, o uso de uma camada intermediária de adesivo dentinário e a quantidade de carga do selante não exerceram 12 influência na microinfiltração e na capacidade de penetração dos materiais na cavidade. As lesões ICDAS 5 demonstraram menor capacidade serem preenchidas, quando comparadas às lesões de ICDAS 3 e 4. (6) No estudo in vivo, após 18 meses, 69,2% dos selantes havia falhado, contra 11,1% das restaurações, diferença que se mostrou estatisticamente significante. Com relação à progressão da lesão, 53,8% das lesões seladas progrediram, contra 11,1% das restaurações. Conclusões: Em lesões de cárie proximais com cavidade, métodos de limpeza interproximal falharam em remover a placa do interior da cavidade. Já em lesões sem cavidade, a escovação diária, pela técnica de Fones, associada ao uso do fio dental se mostrou a maneira mais eficaz de remover efetivamente o biofilme das faces proximais de molares decíduos. Os métodos de limpeza interproximal mais indicados na profilaxia das faces proximais pré-selamento em lesões de cárie com ou sem cavidade são a escova de Robinson associada a uma escova interproximal de diâmetro maior que o espaço obtido após a separação temporária. No selamento de manchas brancas, o adesivo dentinário de dois frascos permitiu uma correlação das leituras de FL com a profundidade das lesões, por apresentar menos alterações de fluorescência intrínseca com o envelhecimento e exercer menor influência nas medições da fluorescência da superfície subjacente, podendo assim, ser indicado no selamento de lesões iniciais de cárie proximal a serem controladas pelo o método de FL. Entretanto, quando um material com carga se faz necessário, selantes com opacificadores devem ser evitados, por exercerem maior influência nas medições da FL. No selamento de lesões proximais com cavidade, o uso de uma camada intermediária de adesivo dentinário e a quantidade de carga do selante não exerceram influência na microinfiltração e na capacidade de penetração dos materiais na cavidade, nos dentes decíduos e permanentes. O estudo clínico sugere que o selamento não é uma alternativa viável no tratamento de lesões proximais de cárie com cavidade, por apresentar maior tendência a falhas e ao insucesso. / Aim: This thesis is composed of six studies, which aimed at evaluating (1) the efficacy of prophylaxis methods used, professionally and at home, on approximal surfaces, in contact with the adjacent tooth, (2) and after simulation of tooth separation; (3) the intrinsic fluorescence of sealing materials and their ability of these materials to clock the fluorescence of the underlying surface; (4) the performance of a laser fluorescence (LF) device in detecting and quantifying approximal caries in primary molars under the sealant; (5) access the microleakage and penetration ability of sealing materials on cavitated approximal lesions; and (6) access, in vivo, the success rate of approximal sealant when compared to the conventional restorative procedure. Materials and Methods: For the aims (1) and (2), eight pairs of primary molars were used to evaluate the efficacy of prophylaxis methods on approximal surfaces. For that, two dispositives were idealized, one allowed the teeth to be in approximal contact and the other aimed to mimic the temporary tooth separation, which a 0,5mm space between the approximal surfaces. A marker, in form of spray, was applied on the approximal surfaces and the different methods were applied. All methods were tested on the same teeth, after complete removal of the marker and its re-application. Afterwards, the surfaces were photographed by an optic microscope and analyzed. For the aim (3), standardized cavities of 0,5 and 1 mm in depth, bored in clear acrylic boards and filled with different resinous materials, were used to evaluate their intrinsic fluorescence and their ability to block the fluorescence of the underlying surface. The cavities were accessed by the LF device (DIAGNOdent pen - DDpen) when empty, and right after filling. The subsequent measurements were done at 24 hrs, one week and one month after filling. For the aim (4), thirty primary molars with non-cavitated approximal caries lesions, scored ICDAS 1 and 2, were chosen for the evaluation of the influence of a fissure sealant and a dental adhesive on the detection of these lesions. For that, the teeth were mounted in a dispositive, which allows a close approximal contact, and the surfaces with caries were measured with the DDpen after cleaning (baseline) and right after sealing. The 14 measurements were repeated after 24 hrs, one week and one month. The teeth were, afterwards, sectioned and their histopathology analyzed. For the aim (5), forty-five primary molars and forty permanent molars with cavitated approximal caries lesions, scored ICDAS 3, 4 or 5, were sealed with or without an adhesive intermediate layer. After sealing, the teeth were thermocycled (1000 cycles) and inserted in methylene blue 2% for 24 hrs. Afterwards, the teeth were sectioned and microleakage and penetration ability were accessed. For the aim (6), an in vivo pilot study, which assessed the success rate of approximal sealant on cavitated lesions compared to the conventional restorative treatment. Eight children, aged 5-9 years, with 22 cavitated approximal lesions, were included in this study. Lesions treatment was raffled by the children, and therefore, 13 lesions were sealed and 9 were restored. All lesions were controlled radiograph and clinically up to 18 months. Results: (1) In primary molars in approximal contact, the dental floss was the most efficient method on cleaning the area of interest, removing 83,1% of the marker. On the buccal and lingual interdental spaces, the toothbrush presented the best results, removing approximately 100% of the marker. (2) On primary molars simulating tooth temporary separation, the median and large interdental brushes were able to remove more marker from the area of interest. The flat bristle brush was the most effective method, removing 84-100% of the marker from the buccal and lingual interdental spaces, and extending its efficacy to the area under the contact point, removing 48,2% of the marker. All methods failed at removing the marker from the cavity. Even with the tooth separation, the interdental brushes removed the marker to a maximum of 20%. (3) On the acrylic boards, the two-bottle dental adhesive was more stable, exhibiting less intrinsic fluorescence alterations on the reading up to one month after sealing, and influencing the least the measurement of the underlying surfaces fluorescence. Among the fissure sealants, the clear and highly filled material presented the most acceptable results. (4) On non-cavitated approximal lesions in primary molars sealed with the two-bottle dental adhesive, the LF reading showed a good correlation to lesion depth, histologically accessed. (5) On the sealing of cavitated approximal lesions in permanent and primary molars, the use of an adhesive intermediate layer and the filler content of the sealant did not influence the microleakage and penetration ability into the cavities. Lesions ICDAS 5 were less filled than lesions ICDAS 3 or 4. (6) On the in vivo study, after 18 months, 69,2% of the approximal sealants have failed, against to 11,1% of the restorations. This difference was shown to be statistically significant. Regarding progression, 53,8% of sealed 15 lesions have progressed, against 11,1% of the restored ones. Conclusions: In cavitated approximal caries lesions, the prophylaxis methods failed to remove the marker from the cavity. In non-cavitated lesions, the daily tooth brushing, by Fones method, associated with flossing, was shown to be the most efficacious method of removing effectively the biofilm from the approximal surfaces. The most efficacious methods indicated to the pre-sealing prophylaxis on approximal surfaces with or without cavitation are the flat bristle brush associated with an interdental brush larger than the space obtained after tooth separation, in diameter. On the approximal sealant of non-cavitated lesions, the two-bottle dental adhesive allowed a better correlation between LF readings and lesion depth, for exhibiting less intrinsic fluorescence alterations with aging and for exerting less influence on LF measurements from the underlying surface, and therefore, can be indicated for approximal sealant on non-cavitated lesions to be controlled by the LF method. However, when a filled material is needed, sealants with opacifiers should be avoided. When sealing cavitated lesions, the use of an adhesive intermediate layer and a highly filled sealant did not contribute to a decrease in microleakage and in an increase of penetration ability into the cavities. The in vivo study suggests that the sealant is not a viable alternative for the treatment of cavitated approximal lesions, for exhibiting higher failure rates.

O objetivo do presente estudo in vivo foi verificar o efeito do selante de fossas e fissuras na paralisação de lesões de cárie em metade externa de dentina comparado ao tratamento restaurador com resina composta em dentes decíduos. Quarenta e dois molares decíduos de 36 pacientes foram selecionados. Os critérios de inclusão envolveram clinicamente a presença de lesão de cárie oclusal com abertura de até 3 mm de diâmetro em esmalte, medida obtida com o auxílio de uma sonda milimetrada. Radiograficamente a lesão em dentina deveria se restringir à metade externa da espessura deste substrato. Os dentes foram divididos aleatoriamente em dois grupos: restauração com resina composta após remoção parcial de tecido cariado (grupo controle) e aplicação de selante resinoso (grupo experimental). Os pacientes foram submetidos à avaliação clínica e radiográfica por meio de radiografia interproximal padronizada após 6, 12 e 18 meses do tratamento. Os escores para a avaliação clínica foram: retenção completa, que compreendeu o desfecho sucesso ou perda parcial e perda total, considerados como insucesso. Nos casos em que houve perda do selante, foi realizada reaplicação do material, porém estes dentes foram desconsiderados das análises futuras. Radiograficamente os dentes foram classificados conforme a presença ou ausência de progressão da lesão cariosa. Para cada paciente foi selecionado apenas um dente por meio de sorteio para compor a análise estatística. Seis dentes esfoliados durante o período da pesquisa foram coletados e processados para análise em Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Foram aplicadas a análise de sobrevida de Kaplan- Meier, o teste Exato de Fisher e o teste de Regressão Logística em cada um dos períodos (p<0,05). Clinicamente houve diferença estatística após 18 meses de avaliação, com resultados mais satisfatórios para o grupo das restaurações (p=0,0025). Nos dois grupos, todos os casos apresentaram ausência de sinais de progressão da lesão ao exame radiográfico, em todos os períodos de avaliação. A análise da interface dente/material restaurador pela MEV permitiu a avaliação qualitativa da formação da camada híbrida, tags de sistema adesivo e presença de bactérias em dentina infectada e afetada. No grupo experimental observou-se mais áreas de gaps interfaciais entre a dentina e o selante, enquanto no grupo controle observou-se a formação de camada híbrida mais homogênea e tags de sistema adesivo em dentina afetada pela cárie. Conclui-se que apesar de se observar falhas clinicamente, o selamento de lesões de cárie oclusais em metade externa de dentina de dentes decíduos, desde que reparado, atuou positivamente na paralisação das lesões, podendo ser considerado uma alternativa mais conservadora ao tratamento restaurador convencional. / The aim of this in vivo study was to assess the effect of pit and fissure sealants in arresting dentinal caries lesions compared to conventional restorative treatment. Forty two primary teeth from thirty six patients had been selected. Inclusion criteria considered the presence of one or more primary molars with occlusal carious lesion reaching dentine with an opening in enamel not wider than 3 mm diameter, measurement obtained with a millimeter probe. Radiographically, the lesion should be in the outer half of dentine. The patients were randomly allocated in two groups: restoration with composite resin, after partial removal of the carious dentine (control group) and sealant application (experimental group). The patients were submitted to clinical and radiographic (bitewing) evaluation after 6, 12 and 18 months. The scores for clinical assessment were: total retention, considered as success or partial and total loss considered as failure. When integrity failures were found during the follow-up visits, the reapplication (repair) of the sealant was done, but the tooth was excluded from future analysis. In radiographic method, teeth were classified as absence or presence of caries progression. One tooth per patience was randomly selected for statistical analysis. Six exfoliated teeth were collected and processed for scanning electron microscopy (SEM) analysis. Kaplan-Meier survival analysis, Fisher\'s Exact test and logistic regression test were calculated in each evaluation period (p<0.05). Control group showed better results after 18 months with regard to clinical evaluation (p=0.0025). In both groups, all cases showed no signs of carious progress in the radiographic exam for all periods of assessment. The interface tooth / restorative material analysis by SEM allowed a qualitative evaluation of the hybrid layer and adhesive system tags formation, as well as the visualization of bacteria in infected and affected dentin. The experimental group showed more areas of interfacial gaps between the sealant and dentin, while in the control group we observed the formation of more homogeneous hybrid layer tags of adhesive system in affected dentin. We conclude that, although failures were observed, the pit and fissures sealant may contribute to dentinal caries lesion arrestment in primary teeth, as long as it is repaired, consisting in a more conservative treatment than conventional restoration.

Orientador: Ivan Balducci / Coorientador: João Carlos da Rocha / Banca: Adriene Mara Souza Lopes e Silva / Banca: Symone Cristina Teixeira / Resumo: O isolamento absoluto do campo operatório para realização de selante resinoso em fóssulas e fissuras tem sido apontado como um fator imprescindível no sucesso desta técnica, gerando maior qualidade e longevidade ao tratamento. Porém, o grampo utilizado no procedimento de isolamento exerce sobre o dente uma pressão e entra em contato com a gengiva, podendo causar dor e/ou desconforto. Esta situação indica a necessidade prévia de anestesia infiltrativa, que por sua vez, gera medo e ansiedade. Este ensaio clínico abrangeu um caráter experimental, terapêutico, de conveniência e duplamente cego, com delineamento boca dividida, cujo objetivo foi comparar a eficácia entre dois anestésicos tópicos, quando da colocação de grampo para a instalação do isolamento absoluto. Foram selecionadas 30 crianças, com idades entre sete e onze anos, com indicação de selantes de fóssulas e fissuras nos primeiros molares permanentes inferiores. Os anestésicos tópicos eleitos para a pesquisa foram: Cloridrato de Tetracaína (Líquido) e Benzocaína (Gel). O primeiro utilizado na Oftalmologia como anestésico em algumas cirurgias, e o segundo utilizado na Odontologia como pré-anestésico. Foram aplicadas escalas de dor, a fim de mensurar a sensibilidade e intensidade dolorosa das crianças. Efetuou-se a análise exploratória dos dados, com uma abordagem não paramétrica. Foi utilizado o teste de Sinais de Postos de Wilcoxon, nível de significância de 5%. Foi verificado que houve diferença estatisticamente sign... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The absolute isolation of the operative field for the realization of resinous sealant in pit and fissures has been pointed out as an indispensable factor in the success of this technique, generating greater quality and longevity to the treatment. However, the clamp used in the insulation procedure exerts a pressure on the tooth and comes into contact with the gums and may cause pain and/or discomfort. This situation indicates the prior need for infiltration anesthesia, which in turn generates fear and anxiety. This clinical trial covered an experimental, therapeutic, convenience and doubly-blind character, with split mouth design, whose objective was to compare the efficacy between two topical anesthetics, when the staple placement for the installation of the Absolute isolation. 30 children were selected, aged between seven and eleven years, with an indication of pit sealants and fissures in the first lower permanent molars. The topical anesthetics chosen for the research were: Tetracaine hydrochloride (liquid) and Benzocaine (Gel). The first used in ophthalmology as an anesthetic in some surgeries, and the second used in dentistry as preanesthetic. Pain scales were applied in order to measure the painful sensitivity and intensity of children. Exploratory analysis of the data was carried out, with a non-parametric approach. We used the Wilcoxon signal test, 5% significance level. It was verified that there was statistically significant difference to the numerical scale. In th... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

O uso de materiais resinosos sobre o tecido dentário é uma alternativa para a prevenção da progressão da erosão, contudo existem poucas informações sobre o efeito da infiltração resinosa na lesão de erosão. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito dos materiais resinosos sobre (sem remoção de excesso) e supostamente dentro (com remoção de excesso) do esmalte previamente erodido, submetido a desafio erosivo subsequente. Os blocos de esmalte bovino foram imersos em HCl 0,01 M, pH 2,3 durante 30 segundos para a formação de lesão inicial de erosão. Em seguida, os blocos foram divididos aleatoriamente e tratados de acordo com 8 grupos (n=12): Cc e Cs- controle sem tratamento, Hc e Hs- selante de fossas e fissuras (Helioseal Clear®), Ac e As- adesivo autocondicionante (Adhese®), Ic e Is- infiltrante (Icon®); sendo c- com remoção de excesso e s- sem remoção de excesso do material. Os materiais foram aplicados de acordo com as recomendações dos fabricantes. Nos grupos com remoção de excesso, após a aplicação dos materiais houve a remoção de seu excesso da superfície de esmalte com um cotonete, anteriormente a fotopolimerização. Após o tratamento, todos os espécimes foram submetidos à ciclagem erosiva, por meio da imersão em ácido clorídrico (0,01M; pH 2,3) por 2 minutos, seguida da imersão em saliva artificial por 120 minutos, 4 vezes ao dia, durante 5 dias. A espessura de material e o desgaste dentário foram analisados por meio da perfilometria e os resultados submetidos ao teste ANOVA a dois critérios e teste de Tukey (p<0,05). Na análise do desgaste dentário após o desafio erosivo, os grupos sem remoção de excesso (Hs, As, Is) se comportaram de forma semelhante (p>0,05), constatando-se a presença de material sobre o esmalte prevenindo a perda da estrutura dentária. Os grupos nos quais o excesso de material sobre o esmalte foi removido (Hc, Ac, Ic) resultaram em perda de esmalte após a aplicação. Além disso, esses grupos (Hc, Ac, Ic) não foram capazes de proteger o esmalte contra a erosão, uma vez que após o desafio erosivo o desgaste do esmalte destes grupos foi semelhante ao grupo controle. Com base nos resultados do presente estudo, conclui-se que os materiais resinosos são capazes de proteger o esmalte contra a erosão dentária somente quando estão presentes sobre a superfície dentária, formando uma barreira mecânica. / The use of resin-based materials over the dental tissue is an alternative for erosion progression prevention, however there is little information regarding the effect of resin infiltration into erosive lesion. The aim of this study was to evaluate the effect of resin-based materials over (without excess removal) and into (with excess removal) previously eroded enamel, subjected to erosive challenge. Bovine enamel blocks were immersed in HCl 0.01 M, pH 2.3 for 30 seconds for the formation of softened erosion lesion. Then the blocks were random divided and treated according to 8 groups (n=12): Cc and Cs- control without treatment, Hc and Hs- fissure resin sealant (Helioseal Clear®), Ac and As- self-etch adhesive (Adhese®), Ic and Isinfiltrant (Icon®); being c- with excess removal and s- without excess removal of the material. The materials were applied according to manufacture instructions. The groups with excess received the same materials, however before light curing the excess of material over enamel was gently removed with a cotton roll. After treatment, the blocks were immersed in HCl for 2 min, followed by immersion in artificial saliva for 120 min, 4 times per day, during 5 days (erosive cycling). Enamel wear and material thickness were analyzed using profilometry and the results submitted to two-way ANOVA and Tukeys test (p<0.05). Groups Hs, As, Is, resulted in the formation of a layer of material over enamel, being effective in inhibiting erosion progression. Groups in which the material over enamel was removed (Hc, Ac, Ic), resulted in enamel loss after application. In addition, they (Hc, Ac, Ic) were not able to protect enamel, since after the erosive challenge enamel wear of these groups was similar to control. Based on the results of this study, resin-based materials are able to protect enamel against erosion only when they are present over enamel, forming a mechanical barrier.

O objetivo do presente estudo in vivo foi verificar o efeito do selante de fossas e fissuras na paralisação de lesões de cárie em metade externa de dentina comparado ao tratamento restaurador com resina composta em dentes decíduos. Quarenta e dois molares decíduos de 36 pacientes foram selecionados. Os critérios de inclusão envolveram clinicamente a presença de lesão de cárie oclusal com abertura de até 3 mm de diâmetro em esmalte, medida obtida com o auxílio de uma sonda milimetrada. Radiograficamente a lesão em dentina deveria se restringir à metade externa da espessura deste substrato. Os dentes foram divididos aleatoriamente em dois grupos: restauração com resina composta após remoção parcial de tecido cariado (grupo controle) e aplicação de selante resinoso (grupo experimental). Os pacientes foram submetidos à avaliação clínica e radiográfica por meio de radiografia interproximal padronizada após 6, 12 e 18 meses do tratamento. Os escores para a avaliação clínica foram: retenção completa, que compreendeu o desfecho sucesso ou perda parcial e perda total, considerados como insucesso. Nos casos em que houve perda do selante, foi realizada reaplicação do material, porém estes dentes foram desconsiderados das análises futuras. Radiograficamente os dentes foram classificados conforme a presença ou ausência de progressão da lesão cariosa. Para cada paciente foi selecionado apenas um dente por meio de sorteio para compor a análise estatística. Seis dentes esfoliados durante o período da pesquisa foram coletados e processados para análise em Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Foram aplicadas a análise de sobrevida de Kaplan- Meier, o teste Exato de Fisher e o teste de Regressão Logística em cada um dos períodos (p<0,05). Clinicamente houve diferença estatística após 18 meses de avaliação, com resultados mais satisfatórios para o grupo das restaurações (p=0,0025). Nos dois grupos, todos os casos apresentaram ausência de sinais de progressão da lesão ao exame radiográfico, em todos os períodos de avaliação. A análise da interface dente/material restaurador pela MEV permitiu a avaliação qualitativa da formação da camada híbrida, tags de sistema adesivo e presença de bactérias em dentina infectada e afetada. No grupo experimental observou-se mais áreas de gaps interfaciais entre a dentina e o selante, enquanto no grupo controle observou-se a formação de camada híbrida mais homogênea e tags de sistema adesivo em dentina afetada pela cárie. Conclui-se que apesar de se observar falhas clinicamente, o selamento de lesões de cárie oclusais em metade externa de dentina de dentes decíduos, desde que reparado, atuou positivamente na paralisação das lesões, podendo ser considerado uma alternativa mais conservadora ao tratamento restaurador convencional. / The aim of this in vivo study was to assess the effect of pit and fissure sealants in arresting dentinal caries lesions compared to conventional restorative treatment. Forty two primary teeth from thirty six patients had been selected. Inclusion criteria considered the presence of one or more primary molars with occlusal carious lesion reaching dentine with an opening in enamel not wider than 3 mm diameter, measurement obtained with a millimeter probe. Radiographically, the lesion should be in the outer half of dentine. The patients were randomly allocated in two groups: restoration with composite resin, after partial removal of the carious dentine (control group) and sealant application (experimental group). The patients were submitted to clinical and radiographic (bitewing) evaluation after 6, 12 and 18 months. The scores for clinical assessment were: total retention, considered as success or partial and total loss considered as failure. When integrity failures were found during the follow-up visits, the reapplication (repair) of the sealant was done, but the tooth was excluded from future analysis. In radiographic method, teeth were classified as absence or presence of caries progression. One tooth per patience was randomly selected for statistical analysis. Six exfoliated teeth were collected and processed for scanning electron microscopy (SEM) analysis. Kaplan-Meier survival analysis, Fisher\'s Exact test and logistic regression test were calculated in each evaluation period (p<0.05). Control group showed better results after 18 months with regard to clinical evaluation (p=0.0025). In both groups, all cases showed no signs of carious progress in the radiographic exam for all periods of assessment. The interface tooth / restorative material analysis by SEM allowed a qualitative evaluation of the hybrid layer and adhesive system tags formation, as well as the visualization of bacteria in infected and affected dentin. The experimental group showed more areas of interfacial gaps between the sealant and dentin, while in the control group we observed the formation of more homogeneous hybrid layer tags of adhesive system in affected dentin. We conclude that, although failures were observed, the pit and fissures sealant may contribute to dentinal caries lesion arrestment in primary teeth, as long as it is repaired, consisting in a more conservative treatment than conventional restoration.

Objetivos: Este trabalho é composto de seis estudos que têm como objetivos avaliar: (1) a eficácia de métodos caseiros e profissionais na limpeza de faces proximais intactas e com cavidade, em contato, (2) e após simulação da separação dentária; (3) a fluorescência intrínseca de materiais seladores e a capacidade desses materiais em bloquear a fluorescência do substrato subjacente; (4) o desempenho do exame de fluorescência a laser (FL) em detectar e quantificar lesões proximais de cárie em molares decíduos sob materiais seladores; (5) verificar a microinfiltração e capacidade de penetração do selante em lesões proximais com cavidade; e (6) avaliar clinicamente o sucesso do selamento proximal quando comparado ao tratamento restaurador convencional. Materiais e Métodos: Para os objetivos (1) e (2), oito pares de molares decíduos foram utilizados na avaliação da eficácia dos métodos de limpeza proximal. Para isso, dois dispositivos foram idealizados, um que simulava o contato proximal dos dentes e o outro que mimetizava a separação dentária com o espaço entre as faces proximais de 0,5 mm. Um marcador em spray foi aplicado nas faces proximais e os métodos foram realizados. Todos os métodos foram testados nos mesmos dentes, após total remoção do corante e nova aplicação do mesmo. Após o teste de cada método, as faces foram fotografadas em lupa e analisadas. Para o objetivo (3), cavidades padronizadas de 0,5 e 1 mm confeccionadas em placas de acrílico transparentes e preenchidas com diferentes materiais resinosos foram utilizadas na avaliação da fluorescência intrínseca e capacidade de bloqueio de fluorescência destes materiais. As cavidades foram medidas com o DIAGNOdent pen quando vazias (baseline) e logo depois de preenchidas. As medições foram repetidas 24h, uma semana e um mês após o preenchimento. Já para o objetivo (4), trinta molares decíduos com lesões de cárie proximais sem cavidade foram selecionados para a avaliação da influência de um selante e de um adesivo dentinário na detecção destas lesões. Para isso, os dentes foram montados em um dispositivo que permitiu o contato proximal, e as faces com lesões foram medidas com o DIAGNOdent pen após limpeza 11 (baseline) e logo após a aplicação do material. As medições foram repetidas 24h, uma semana e um mês após o selamento. Ao final, os dentes foram seccionados e analisados quanto à presença e profundidade da lesão de cárie. No objetivo (5), quarenta e cinco molares decíduos e quarenta molares permanentes com lesões de cárie proximais com cavidade (ICDAS 3, 4 ou 5) foram usados para avaliar a microinfiltração e habilidade de penetração de dois materiais seladores, com ou sem aplicação prévia de adesivo dentinário. Após o selamento, os dentes sofreram termociclagem (1000 ciclos) e microinfiltração com azul de metileno a 2% por 24h. Posteriormente os dentes foram seccionados e a microinfiltração e capacidade de penetração avaliadas. Para o objetivo (6), um estudo piloto in vivo comparou o sucesso do selamento de lesões de cárie proximais com cavidade em molares decíduos quando comparado ao tratamento restaurador convencional com resina composta. Foram incluídas 8 crianças com 22 lesões proximais, das quais 13 foram seladas e 9 foram restauradas após randomização simples por sorteio. Todas as lesões foram acompanhadas clinica e radiograficamente por 18 meses. Resultados: (1) Em molares decíduos em contato, o fio dental foi o método mais eficaz na área de interesse, removendo 83,1% do marcador. Nas ameias, a escova dental apresentou os melhores resultados, com remoção muito próxima a 100%. (2) Em molares decíduos simulando a separação temporária, as escovas interproximais média e grande foram capazes de remover a maior quantidade de marcador da área de interesse. A escova de Robinson se mostrou mais eficaz, removendo entre 84 e 100% do marcador das ameias e se estendendo à área abaixo do ponto de contato, removendo 48,2% do marcador. Os métodos falharam em remover placa do interior da cavidade. Mesmo com a separação temporária, as escovas interproximais maiores que o espaço removeram no máximo 20% do marcador. (3) Nas placas de acrílico, o adesivo dentinário de dois frascos apresentou-se mais estável, apresentando menos alterações de fluorescência intrínseca nas medições realizadas até um mês após o selamento e exercendo menor influência nas medições da fluorescência da superfície subjacente. Entre os selantes, o material transparente e com 58% de carga apresentou os resultados mais aceitáveis. (4) Nas lesões de mancha branca em molares decíduos seladas com o adesivo dentinário de dois frascos, as leituras de FL demonstraram boa correlação com a profundidade da lesão, verificada histologicamente. (5) No selamento de lesões proximais com cavidade em dentes permanentes e decíduos, o uso de uma camada intermediária de adesivo dentinário e a quantidade de carga do selante não exerceram 12 influência na microinfiltração e na capacidade de penetração dos materiais na cavidade. As lesões ICDAS 5 demonstraram menor capacidade serem preenchidas, quando comparadas às lesões de ICDAS 3 e 4. (6) No estudo in vivo, após 18 meses, 69,2% dos selantes havia falhado, contra 11,1% das restaurações, diferença que se mostrou estatisticamente significante. Com relação à progressão da lesão, 53,8% das lesões seladas progrediram, contra 11,1% das restaurações. Conclusões: Em lesões de cárie proximais com cavidade, métodos de limpeza interproximal falharam em remover a placa do interior da cavidade. Já em lesões sem cavidade, a escovação diária, pela técnica de Fones, associada ao uso do fio dental se mostrou a maneira mais eficaz de remover efetivamente o biofilme das faces proximais de molares decíduos. Os métodos de limpeza interproximal mais indicados na profilaxia das faces proximais pré-selamento em lesões de cárie com ou sem cavidade são a escova de Robinson associada a uma escova interproximal de diâmetro maior que o espaço obtido após a separação temporária. No selamento de manchas brancas, o adesivo dentinário de dois frascos permitiu uma correlação das leituras de FL com a profundidade das lesões, por apresentar menos alterações de fluorescência intrínseca com o envelhecimento e exercer menor influência nas medições da fluorescência da superfície subjacente, podendo assim, ser indicado no selamento de lesões iniciais de cárie proximal a serem controladas pelo o método de FL. Entretanto, quando um material com carga se faz necessário, selantes com opacificadores devem ser evitados, por exercerem maior influência nas medições da FL. No selamento de lesões proximais com cavidade, o uso de uma camada intermediária de adesivo dentinário e a quantidade de carga do selante não exerceram influência na microinfiltração e na capacidade de penetração dos materiais na cavidade, nos dentes decíduos e permanentes. O estudo clínico sugere que o selamento não é uma alternativa viável no tratamento de lesões proximais de cárie com cavidade, por apresentar maior tendência a falhas e ao insucesso. / Aim: This thesis is composed of six studies, which aimed at evaluating (1) the efficacy of prophylaxis methods used, professionally and at home, on approximal surfaces, in contact with the adjacent tooth, (2) and after simulation of tooth separation; (3) the intrinsic fluorescence of sealing materials and their ability of these materials to clock the fluorescence of the underlying surface; (4) the performance of a laser fluorescence (LF) device in detecting and quantifying approximal caries in primary molars under the sealant; (5) access the microleakage and penetration ability of sealing materials on cavitated approximal lesions; and (6) access, in vivo, the success rate of approximal sealant when compared to the conventional restorative procedure. Materials and Methods: For the aims (1) and (2), eight pairs of primary molars were used to evaluate the efficacy of prophylaxis methods on approximal surfaces. For that, two dispositives were idealized, one allowed the teeth to be in approximal contact and the other aimed to mimic the temporary tooth separation, which a 0,5mm space between the approximal surfaces. A marker, in form of spray, was applied on the approximal surfaces and the different methods were applied. All methods were tested on the same teeth, after complete removal of the marker and its re-application. Afterwards, the surfaces were photographed by an optic microscope and analyzed. For the aim (3), standardized cavities of 0,5 and 1 mm in depth, bored in clear acrylic boards and filled with different resinous materials, were used to evaluate their intrinsic fluorescence and their ability to block the fluorescence of the underlying surface. The cavities were accessed by the LF device (DIAGNOdent pen - DDpen) when empty, and right after filling. The subsequent measurements were done at 24 hrs, one week and one month after filling. For the aim (4), thirty primary molars with non-cavitated approximal caries lesions, scored ICDAS 1 and 2, were chosen for the evaluation of the influence of a fissure sealant and a dental adhesive on the detection of these lesions. For that, the teeth were mounted in a dispositive, which allows a close approximal contact, and the surfaces with caries were measured with the DDpen after cleaning (baseline) and right after sealing. The 14 measurements were repeated after 24 hrs, one week and one month. The teeth were, afterwards, sectioned and their histopathology analyzed. For the aim (5), forty-five primary molars and forty permanent molars with cavitated approximal caries lesions, scored ICDAS 3, 4 or 5, were sealed with or without an adhesive intermediate layer. After sealing, the teeth were thermocycled (1000 cycles) and inserted in methylene blue 2% for 24 hrs. Afterwards, the teeth were sectioned and microleakage and penetration ability were accessed. For the aim (6), an in vivo pilot study, which assessed the success rate of approximal sealant on cavitated lesions compared to the conventional restorative treatment. Eight children, aged 5-9 years, with 22 cavitated approximal lesions, were included in this study. Lesions treatment was raffled by the children, and therefore, 13 lesions were sealed and 9 were restored. All lesions were controlled radiograph and clinically up to 18 months. Results: (1) In primary molars in approximal contact, the dental floss was the most efficient method on cleaning the area of interest, removing 83,1% of the marker. On the buccal and lingual interdental spaces, the toothbrush presented the best results, removing approximately 100% of the marker. (2) On primary molars simulating tooth temporary separation, the median and large interdental brushes were able to remove more marker from the area of interest. The flat bristle brush was the most effective method, removing 84-100% of the marker from the buccal and lingual interdental spaces, and extending its efficacy to the area under the contact point, removing 48,2% of the marker. All methods failed at removing the marker from the cavity. Even with the tooth separation, the interdental brushes removed the marker to a maximum of 20%. (3) On the acrylic boards, the two-bottle dental adhesive was more stable, exhibiting less intrinsic fluorescence alterations on the reading up to one month after sealing, and influencing the least the measurement of the underlying surfaces fluorescence. Among the fissure sealants, the clear and highly filled material presented the most acceptable results. (4) On non-cavitated approximal lesions in primary molars sealed with the two-bottle dental adhesive, the LF reading showed a good correlation to lesion depth, histologically accessed. (5) On the sealing of cavitated approximal lesions in permanent and primary molars, the use of an adhesive intermediate layer and the filler content of the sealant did not influence the microleakage and penetration ability into the cavities. Lesions ICDAS 5 were less filled than lesions ICDAS 3 or 4. (6) On the in vivo study, after 18 months, 69,2% of the approximal sealants have failed, against to 11,1% of the restorations. This difference was shown to be statistically significant. Regarding progression, 53,8% of sealed 15 lesions have progressed, against 11,1% of the restored ones. Conclusions: In cavitated approximal caries lesions, the prophylaxis methods failed to remove the marker from the cavity. In non-cavitated lesions, the daily tooth brushing, by Fones method, associated with flossing, was shown to be the most efficacious method of removing effectively the biofilm from the approximal surfaces. The most efficacious methods indicated to the pre-sealing prophylaxis on approximal surfaces with or without cavitation are the flat bristle brush associated with an interdental brush larger than the space obtained after tooth separation, in diameter. On the approximal sealant of non-cavitated lesions, the two-bottle dental adhesive allowed a better correlation between LF readings and lesion depth, for exhibiting less intrinsic fluorescence alterations with aging and for exerting less influence on LF measurements from the underlying surface, and therefore, can be indicated for approximal sealant on non-cavitated lesions to be controlled by the LF method. However, when a filled material is needed, sealants with opacifiers should be avoided. When sealing cavitated lesions, the use of an adhesive intermediate layer and a highly filled sealant did not contribute to a decrease in microleakage and in an increase of penetration ability into the cavities. The in vivo study suggests that the sealant is not a viable alternative for the treatment of cavitated approximal lesions, for exhibiting higher failure rates.

Cette thèse vise à développer un modèle numérique de type lattice permettant de simuler la propagation de fissures sous l’effet d’une injection de fluide dans un milieu hétérogène quasi-fragile. Si la finalité de l'étude concerne l'étude de matrices rocheuses naturelles, dans les différentes parties du manuscrit détaillée ci-après et dans un souci de validation, le modèle a été régulièrement confronté à des résultats expérimentaux obtenus sur des matériaux cimentaires similaires à des roches naturelles en termes de comportements mécaniques et de transport mais présentant des hétérogénéités mieux contrôlées. La première partie du document est dédiée à l'étude du processus de fissuration caractéristique des matériaux quasi-fragiles présentant une zone d'élaboration. Un outil d'analyse statistique basé sur les fonctions de Ripley et permettant d'extraire une longueur caractéristique à partir d'un nuage de points -- lieux d'un endommagement mécanique -- et présenté. Il est ensuite utilisé dans le cadre d'essais numériques et expérimentaux de rupture par flexion 3 points sur des éprouvettes de bétons. Les résultats montrent que le modèle numérique de type lattice est capable de rendre compte à la fois du processus global de fissuration mais également du processus local de fissuration. Par ailleurs, cet outil permet également de montrer l'influence du mode de sollicitation sur le développement de l'endommagement au sein d'une structure. La deuxième partie du document présente une loi de comportement élasto-plastique endommageable représentative du comportement de joints. L'originalité du modèle réside dans le couplage entre l'endommagement sous sollicitation normale et la plasticité sous sollicitation tangentielle. Cette nouvelle loi permet de reproduire correctement des résultats d'essais de cisaillement indirects effectués sur des joints de plâtre séparant des épontes en mortier alors qu'un modèle de Mohr-Coulomb classique ne le permet pas. La troisième partie est dédiée à l'introduction d'un couplage hydromécanique complet dans le modèle lattice utilisé précédemment. Le couplage hydromécanique est introduit au travers du comportement poromécanique du milieu basé sur une description mécanique-hydraulique duale et intrinsèque du modèle lattice. La contrainte totale fait le lien entre la contrainte mécanique du lattice mécanique et la pression de pore du lattice hydraulique au travers du coefficient du Biot du milieu alors que la perméabilité locale pilotant le gradient de pression hydraulique est indexée sur les ouvertures locales de fissures estimées au travers du lattice mécanique. Les résultats obtenus par ce modèle hydro-mécanique dual ont été confrontés à des solutions analytiques données dans la littérature pour des fissures de type "bi-wings", et il est montré que les deux approches sont cohérentes pour une fissure parfaitement rectiligne. Après les différentes étapes de validation du modèle présentées dans les parties précédentes, la quatrième et dernière partie est dédiée à la simulation numérique du couplage hydromécanique sous-jacent à la propagation libre d'une fissure propageant sous l'effet d'une injection de fluide et de son interaction avec un joint rocheux naturel. Les trajets de fissuration, non maillés a priori, et les profils de pression au sein de la matrice poreuse sont obtenus et comparés en fonction de l'inclinaison du joint rocheux. Par ailleurs, le traitement statistique concernant les lieux d'endommagement développé en première partie est repris ici afin de caractériser l'évolution des longueurs de corrélation entre point s'endommageant au cours de la propagation de la fissure et de son interaction avec le joint. Il est montré que le modèle hydromécanique lattice permet de représenter différent mécanismes de ré-initiation de fissure à partir d'un joint suivant son inclinaison. / This research study aims at developing a lattice-type numerical model allowing the simulation of crack propagation under fluid injection in a quasi-brittle heterogeneous medium. This numerical tool will be used to get a better understanding of initiation and propagation conditions of cracks in rock materials presenting natural joints where the coupling between mechanical damage and fluid transfer properties are at stake. If the final goal of the study does concern natural rocks, the model has been validated by different comparisons with experimental results obtained on cementitious materials mimicking natural rocks in term of mechanical and transport behaviours but presenting heterogeneities which are better controlled. The first part of the manuscript presents a general state of the art. The second part of the manuscript is dedicated to the study of crack propagation in quasi-brittle materials where a significant fracture process zone is evolving upon failure. Only the solid phase is studied here and a statistical tool based on Ripley’s functions is adapted in order to extract a characteristic length representative of the correlations appearing between a set of point undergoing mechanical damage. This tool is then used in the context of numerical and experimental fracture tests on 3 point bending concrete beams. The results show that the lattice-type numerical model is able to capture the global fracture process – in term of force vs. crack opening mouth displacement – but also the local fracture process – in term of dissipated energy and correlation length evolution between damage points. Moreover, this statistical tool shows how the solicitation mode may influence the development of damage within a structure. The third part presents a new elasto-plastic damage constitutive law for joint modelling. The originality of the model lies in the coupling between mechanical damage under normal strain and plasticity under tangential strain. This new constitutive law is able to reproduce indirect shear experimental tests performed on mortar specimens presenting a plaster joint where a classical Mohr-Coulomb criterion fails. The fourth part is dedicated to the representation of the full hydro-mechanical coupling within the lattice-type numerical model. The hydro-mechanical coupling is introduced through a poromechanical framework based on the intrinsic and dual hydro-mechanical description of the lattice model, which is based on a "hydraulic" Voronoï tessellation and a "mechanical" Delaunay triangulation. The total stress links the mechanical stress and the pore pressure through the Biot coefficient of the medium whereas the local permeability, which drives the hydraulic pressure gradient, depends on the local crack openings. The numerical results are compared with analytical solutions from the literature for "bi-wings" shape cracks and it is shown that both approaches present similar results for a perfect straight crack. Once the lattice-model has been successfully validated within the former parts of the manuscript, its fifth and last part is dedicated to the numerical simulation of the fully hydro-mechanical coupling problem of a free crack propagation due to fluid injection and its interaction with a natural joint in an heterogeneous rock medium. Different crack paths, which are not pre-meshed a priori, and different pressure profiles are obtained and compared for different joint inclinations. Finally, our statistical tool, which has been primarily developed for the analysis of the failure behaviour of the solid phase, is used to characterise the evolution of correlation lengths between points undergoing damage upon the crack propagation and its interaction with a natural joint. It is shown that the hydro-mechanical lattice model is able to represent different mechanism of crack stop and restart from a joint depending on its inclination.

La plupart des échangeurs thermiques automobiles sont fabriqués à partir de tôles d’aluminium brasées dont l’épaisseur a été constamment réduite au cours des dernières années à cause de contraintes économiques et environnementales. Dans le même temps, les contraintes subies par les échangeurs thermiques ont également augmenté ce qui a accrue le risque de défaillance par fatigue mécanique, en particulier au niveau des tubes. Dans cette étude, une caractérisation détaillée des mécanismes d’endommagement cyclique à l’œuvre dans les radiateurs de refroidissements automobiles a été effectuée dans le but d’améliorer leur fiabilité. La matière standard utilisée pour la fabrication des échangeurs, utilisée comme référence dans ce travail, consiste en une plaque très fine (plus petit que 0,27mm d’épaisseur) composée de trois alliages d’aluminium co-laminés (4045/3916/4045). Afin d’évaluer l’effet de la structure de ce « sandwich » sur les mécanismes d’endommagement, des matières composées d’une unique couche (3916) ainsi que de 4 couches (4045/3003/3916/4045) ont également été produites. Toutes ces matières, ont été brasées dans le but d’obtenir un état de surface et des propriétés mécaniques représentatives d’un échangeur thermique de série. Des essais de fatigue à amplitude de contrainte constante ont été réalisés à température ambiante, -30°C et 120°C pour i) caractériser l’effet de la structure du sandwich sur la résistance cyclique des différentes matières étudiées et ii) l’effet de la température sur les mécanismes d’endommagement en fatigue. Les phases d’amorçage et de propagation des fissures ont pu être étudiées par la mise en place de techniques de suivi 2D et 3D. Ces techniques, couplées à une caractérisation précise de la microstructure des matières, ont permis de clarifier les mécanismes d’endommagement conduisant à la rupture par fatigue de ces fines plaques et, notamment, de pointer le rôle clé du placage résiduel (issu de la fusion du 4045) sur les mécanismes d’endommagement. / Nowadays, most of the automotive heat exchangers are made of brazed aluminium sheets. Due to economic and environmental issues, the thickness of heat exchanger components have been reduced. Concomitantly, the stress undergone by the heat exchanger increased which raised the risk of fatigue failure, and particularly on tube for radiators. In this work, a detailed characterization of the cyclic damage mechanisms in car heat exchangers has been carried out. The standard material used to make radiator is a very thin (plu petit que 0.27mm) aluminium sheet composed by 3 layers (4045 /3916/ 4045). To assess the effect of the structure of this “sandwich” on the damage mechanisms, materials composed of a single layer (3916) and composed of 4 layers (4045/3003/3916/4045) have also been studied. All materials have been brazed in similar industrial conditions in order to obtain representative metallurgical and surface conditions. Fatigue tests at constant stress amplitude have been performed at room temperature, -30°C and 120°C to i) characterize the sandwich structure effect on the cyclic resistance of the studied materials and ii) to study the effect of temperature on the fatigue damage mechanism.Crack initiation and propagation have been observed by 2D and 3D monitoring techniques. These techniques, in addition to a detailed microstructure characterization of the materials, allowed to clarify the damage mechanisms leading to fracture in fatigue of these thin sheets and, in particular, to point out the key role of the residual clad (left by the 4XXX melting) on the damage mechanisms.

Les interfaces (fronts de mouillage, fissures, etc...) se propageant dans un milieu hétérogène présentent des propriétés morphologiques et dynamiques dont la compréhension reste encore imparfaite. Nous avons monté une expérience de pelage où un front de fissure se propage à l'interface d'une lame de verre et d'un élastomère, le PDMS. La lame, préalablement recouverte d'une couche nanométrique de chrome, présente des zones bien définies où la surface de verre affleure. L'interface est ainsi rendue hétérogène par une modulation spatiale de l'énergie de fracture. L'utilisation des techniques de lithographie optique permet un très grand contrôle de la taille et la répartition des hétérogénéités. En réalisant des expériences de relaxation, les énergies de fracture des interfaces PDMS-Verre et PDMS-chrome sont mesurées. Les processus dissipatifs sont caractérisés et une équation du mouvement de la fissure est proposée. Nous caractérisons ensuite la réponse statique et dynamique du front vis-à-vis d'hétérogénéités élémentaires. Dans le cas de faible déformation, un bon accord avec l'élasticité de front introduite par Gao et al. est trouvé. Nous étudions, en détail, les effets de forts contrastes de fracture sur la forme du front. En particulier, il apparaît dans ce régime, un processus de filamentation dont nous caractérisons la dynamique. Des résultats préliminaires sur la relaxation de la déformation sont aussi présentés. Enfin une étude statistique du front se propageant dans une interface où un grand nombre de motifs de verre ont été répartis aléatoirement est présentée. Les fluctuations locales de la position du front en fonction du temps ainsi que la rugosité du front sont également traitées.