Made available in DSpace on 2014-12-17T15:43:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CeliaAAS_DISSERT.pdf: 2988608 bytes, checksum: 5a7fdda483527741ad6df9d2c47ad611 (MD5) Previous issue date: 2013-08-23 / Among the non-invasive techniques employed in the prevention of caries highlights the sealing pits and fissures which is a conservative maneuver, in order to obliterate them to protect them from attack acid bacteria. Influenced by the studies of pre-heating composite resin, which has experienced great improvement in some of their physical properties, this study aimed to evaluate in vitro the superficial and internal marginal adaptation of different materials and sealants in pre-heating or not. A total of 40 extracted human third molars (n=10) that had their occlusal surfaces prepared to receive sealant. We tested two types of sealing materials: resin sealant (Fluoroshield) and low-viscosity resin (Permaflo), where 50% of previously received heated material and the other half received sealant material at room temperature. All samples were subjected to thermal cycling and pH, simulating a cariogenic oral environment, and later were analyzed appliance OCT (optical coherence tomography). The images obtained alterations were recorded and analyzed statistically. Change was considered as the emergence of bubbles, gaps and cracks in the sealant. Comparisons of the same material, assessing the fact that it is not sealed or preheated material, as well as comparisons between different materials subjected to the same temperature were carried out. The nonparametric Tukey test was used (p < 0,05). The results showed that there was statistically significant difference between both the materials analyzed, as between the situations in which the sealant material was submitted (preheated or not). On the issue of marginal adaptation and internal surface, seen through Optical coherence tomography, may suggest that there is a difference between the use of one type or another of the sealing material analyzed, with superiority attributed to resin Permaflo compared to sealant Fluroshield, telling is the same for the different techniques used / O selamento de f?ssulas e fissuras destaca-se entre as t?cnicas n?o invasivas empregadas na preven??o de c?ries. Consiste em uma manobra conservadora que as oblitera e protege da destrui??o dos ?cidos bacterianos. Influenciado pelos estudos de pr?-aquecimento das resinas compostas, em que se observou grande melhora em algumas de suas propriedades f?sicas, este trabalho objetivou analisar, in vitro, a adapta??o marginal superficial e interna de diferentes materiais seladores e em situa??es de pr? aquecimento ou n?o. Foram utilizados 40 terceiros molares humanos extra?dos (n=10), os quais tiveram suas superf?cies oclusais preparadas para receber o material selador. Foram testados dois tipos de materiais seladores: selante resinoso (Fluoroshield) e resina de baixa viscosidade (Permaflo). Dentre estes, 50% recebeu material aquecido previamente e a outra metade recebeu material selador em temperatura ambiente. Todas as amostras foram submetidas ? Ciclagem T?rmica e de pH, simulando um ambiente oral cariog?nico. Em seguida foram analisadas em aparelho de OCT (Tomografia de coer?ncia ?tica). As imagens obtidas tiveram suas altera??es registradas e analisadas estatisticamente. Como altera??o foi considerado o surgimento de bolhas e fendas. Compara??es para o mesmo material, avaliando o fato do mesmo ser ou n?o selado com material pr? aquecido, bem como compara??es entre os diferentes materiais submetidos ? mesma temperatura, foram realizadas. O teste n?o param?trico de Tukey foi empregado (p<0,05). Os resultados mostraram ter havido diferen?a estatisticamente significativa tanto entre os materiais analisados, como entre as situa??es em que o material selador foi submetido (pr? aquecido ou n?o). No quesito adapta??o marginal superficial e interna, visto atrav?s de Tomografia de Coer?ncia ?tica, pode-se sugerir que h? diferen?a entre o uso de um tipo ou outro dos materiais seladores analisados, com superioridade atribu?da ? resina Permaflo em rela??o ao selante Fluroshield, dizendo-se o mesmo em rela??o ?s diferentes t?cnicas utilizadas

Este estudo in situ, desenvolvido em uma fase de 14 dias, teve como objetivo avaliar o efeito de dois cimentos de ionômero de vidro (CIV) comparados a um selante resinoso, utilizados para selamento de fossas e fissuras aplicados em esmalte bovino hígido, com acúmulo de biofilme dentário, por meio da análise do conteúdo de flúor do biofilme dentário e da microdureza em secção longitudinal. Foram utilizados 88 blocos de esmalte (4mm x 4mm) de incisivos bovinos, selecionados por seu valor de microdureza inicial. Os blocos formaram uma fissura artificial em forma de \"V\" a qual foi selada, para compor os seguintes grupos: GI-CIVav (Ketac? Molar Easymix); GII-CIV modificado por resina (Vitremer?); GIII-selante resinoso sem flúor (Helioseal® Clear) ou GIV-controle, sem selamento. As fissuras artificiais foram fixadas em um dispositivo intrabucal palatino (DIP), em duas fileiras distintas que foram cobertas por uma tela plástica para favorecer o acúmulo de biofilme dentário. Onze voluntários utilizaram o DIP 24 h/dia; gotejaram 8x/dia, uma solução de sacarose a 20% e, uma solução de dentifrício fluoretado (3ml de água deionizada : 1g de dentifrício fluoretado) sobre todas as fissuras 3x/dia. Após o período experimental, coletou-se o biofilme acumulado para a avaliação do conteúdo de flúor. As fissuras foram seccionadas ao meio para a avaliação da microdureza em secção longitudinal a partir da superfície do esmalte, em 4 profundidades (10, 30, 50, 70 µm). O limite esmalte/material da região oclusal era a posição zero (borda do material) e, a partir deste, realizadas seqüências de impressões a 50, 150 e 500 µm interna e externamente à borda do material. Os dados obtidos foram analisados estatisticamente (a= 5%). O teste de Friedman revelou que a concentração de flúor no biofilme não foi estatisticamente significante entre os grupos, (p<0,07), com uma tendência de melhores resultados para o CIVav. Quanto ao conteúdo mineral, a ANOVA e o teste de Tukey detectaram significância (p<0,05) para todos os grupos individualmente, na camada mais superficial do esmalte (10 µm). Nesta profundidade, não houve diferença entre os grupos. Essas comparações foram válidas para a maioria das distâncias analisadas. / This in situ study, developed in a 14-day period, aimed to evaluate the effect of two glass ionomer cements (GIC) compared to a resin sealant, employed for pit and fissure sealing on intact bovine enamel, with accumulation of dental biofilm, by analysis of the fluoride content on the dental biofilm and longitudinal microhardness. Eighty-eight enamel blocks (4mm x 4mm) of bovine incisors were employed, selected according to their initial microhardness value. The blocks formed a V-shaped artificial fissure that was sealed, constituting the following groups: GI - high-viscosity conventional GIC (Ketac? Molar Easymix); GII - resin-modified GIC (Vitremer?); GIII - resin sealant without fluoride (Helioseal? Clear); and GIV - control, without sealing. The artificial fissures were fixated on a palatal plate (PP), in two distinct rows, which were covered with a plastic screen to favor the accumulation of dental biofilm. Eleven volunteers employed the PP for 24h/day, dripped a 20% sucrose solution 8 times a day, and used a fluoridated dentifrice solution (3ml of deionized water : 1g of fluoridated dentifrice) on all fissures 3 times a day. After the study period, the accumulated biofilm was collected for evaluation of the fluoride content. The fissures were sectioned through the middle for evaluation of longitudinal microhardness from the enamel surface, at 4 depths (10, 30, 50, 70 µm). The enamel/material limit at the occlusal region was the zero position (material margin); from this point, indents were sequentially performed at 50, 150 and 500 µm internally and externally to the material margin. Data were statistically analyzed (a = 5%). The Friedman test revealed that the fluoride concentration in the biofilm was not statistically significantly different among groups (p<0.07), yet there was a tendency of better outcomes for the high-viscosity conventional GIC. With regard to the mineral content, the ANOVA and Tukey test revealed significance (p<0.05) for all groups individually, at the most superficial enamel layer (10 µm). At this depth, there was no difference among groups. These comparisons were valid for most distances analyzed..

Ce mémoire est consacré à l'étude expérimentale et théorique de la<br />dynamique de croissance lente d'une fissure sous contrainte, en<br />géométrie bidimensionnelle.<br /><br />Des expériences de chargement à force constante, dites de fluage,<br />sur des matériaux hétérogènes fibreux (feuilles de papier)<br />comportant un défaut macroscopique initial (mode 1 de rupture)<br />nous ont permis d'observer la croissance lente par sauts d'une<br />fissure. La dynamique moyenne de croissance du défaut depuis une<br />longueur initiale $L_i$ jusqu'à une longueur critique $L_C$, où<br />l'avancement devient rapide, suit une loi exponentielle déterminée<br />par 2 paramètres, le temps de vie de l'échantillon $\tau$ et une<br />longueur caractéristique de croissance $\zeta$. La mesure de<br />l'énergie de surface nécessaire pour ouvrir la fente permet de<br />distinguer la longueur critique de Griffith $L_G$ et la longueur<br />critique de rupture $L_C$ expérimentale. Une analyse statistique<br />montre que la distribution des sauts de longueur de fissure suit<br />une loi de puissance tronquée par une coupure exponentielle. Cette<br />distribution, caractéristique de l'approche d'un point critique,<br />dépend du facteur d'intensité des contraintes $K$.<br /><br />Nous modélisons la croissance lente d'une fissure dans une plaque<br />parfaitement élastique, selon un processus de rupture irréversible<br />activée par les fluctuations statistiques de contraintes à<br />l'équilibre thermodynamique. Cette approche théorique validée par<br />des simulations numériques sur un réseau élastique discret est en<br />bon accord avec les expériences. De plus, la prise en compte de<br />pièges élastiques dus à la nature discrète du modèle pemet de<br />décrire une dynamique de croissance par sauts et de prédire la<br />forme de la distribution des sauts observée expérimentalement.

La tenue à long terme d'un colis de verre de déchets nucléaires dépend fortement des réactions chimiques opérant au niveau des surfaces au contact de l'eau. Les études entreprises sur des colis de verre inactif fracturés indiquent que le réseau de fissures participe significativement à la surface réactive. Néanmoins, l'interprétation des données expérimentales disponibles, dont la complexité est liée à la méconnaissance du réseau de fissures et des conditions locales d'altération, ne permet pas d'appréhender l'ensemble des mécanismes physico-chimiques mis en jeu.<br />Une meilleure compréhension de ces mécanismes passe par l'étude du couplage chimie transport dans des objets simples : les fissures modèles. L'altération de ces fissures dans des conditions agressives (pH>11) montre que la configuration de la fissure (horizontale ou verticale) impose le mécanisme de transport prépondérant (respectivement diffusion ou convection associée à la gravité). Ce mécanisme convectif semble négligeable à des pH plus faibles. La vitesse convective est estimée via un modèle 1D de transport réactif.<br /> Deux autres paramètres ont été étudiés : l'influence d'un gradient thermique et celle de l'interconnectivité des fissures sur l'altération. Une rétroaction forte de la vitesse convective, induite par un gradient thermique, sur la cinétique d'altération est observée au sein de la fissure.<br /> Ces travaux ont abouti à la réalisation d'une expérience intégrale d'altération d'un réseau de 163 fissures soumis à un gradient thermique. <br />L'utilisation du code géochimique HYTEC dans le cadre cette étude révèle les bonnes potentialités du logiciel cependant le modèle cinétique d'altération reste à améliorer.

La thèse traite, à l'aide de modèles simples, quelques phénomènes présents en mécanique de la rupture en dynamique et en milieu hétérogène. Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés aux phénomènes de propagation brutale sous chargement quasi-statique (on entend par chargement quasi-statique, lorsque la vitesse du chargement tend vers 0). Pour cela nous avons développé un modèle de décollement de film (soumis à un déplacement imposé) à travers une interface ayant une discontinuité de ténacité. Le film commence par se décoller de façon stable, puis lorsqu'il se décolle à travers la discontinuité de ténacité, le décollement devient brutal sur une certaine longueur. La solution dynamique du modèle a été développée et nous avons obtenu que lorsque le chargement du film devient quasi-statique alors la solution dynamique converge en tous points vers une solution quasi-statique particulière que l'on nomme "métastable". Dans un deuxième temps, nous avons cherché à construire le même résultat pour une structure 2D présentant une discontinuité de ténacité à travers le trajet de fissuration. Pour cela nous avons utilisé un algorithme de type déboutonnage de noeuds pour construire la solution dynamique. Nous avons obtenu que la longueur de la propagation brutale donnée par l'approche numérique est plus faible que celle obtenue avec la solution "métastable". Ces différentes considérations nous ont permis d'introduire quelques grandeurs couramment utilisées dans l'industrie comme la ténacité à l'arrêt.<br> Dans un troisième temps nous avons cherché à analyser l'influence d'un défaut sur la propagation d'une fissure. Pour cela nous avons utilisé le modèle de film précédemment défini et la discontinuité de ténacité a été remplacé par un défaut. On montre que le décollement du film est brutal à travers le défaut, redevient stable en sortie de défaut et converge (lorsque la vitesse du chargement tend vers zéro) vers une courbe limite que l'on nomme "couche limite". Ensuite après un temps suffisamment long, la couche limite regagne la solution quasi-statique. Nous avons montré que cette couche limite peut s'interpréter d'un point de vue énergétique par un mécanisme de relaxation de l'énergie cinétique. Différentes interprétations de ce phénomène en statique et en dynamique sont présentées et en paticulier des ténacités apparentes sont introduites. Dans un quatrième temps nous nous sommes intéressés à l'influence d'un milieu contenant une infinité de défauts. Le même modèle de film est utilisé avec une infinité de défauts. Différentes solutions quasi-statiques sont présentées, en particulier la solution métastable et celle obtenue avec une approche de type minimum global de l'énergie. En dynamique deux approches différentes sont étudiées: une première qui permet de construire la solution limite (lorsque la vitesse du chargement tend vers zéro) et une seconde plus directe et qui consiste à prendre en compte toutes les ondes. Pour la seconde méthode, un passage à la limite (vitesse de chargement) sera effectué de façon numérique. Au final on obtient que lorsque la taille des défauts tend vers zéro et que le chargement devient quasi-statique alors une ténacité équivalente du milieu apparait.

Le travail effectué au cours de cette thèse porte sur l'inversion de données ultrasonores. Le contexte industriel en est le contrôle non destructif des cuves de réacteurs à eau pressurisée. Ces contrôles visent à détecter et caractériser des fissures. Les données ultrasonores se présentent sous la forme d'échographies obtenues à l'aide d'un capteur fonctionnant en émission-réception. Les fissures sont détectées par diffraction de leurs arêtes. L'analyse des données obtenues est rendue difficile du fait de l'existence d'un revêtement dont la surface est irrégulière et dont le matériau diffère du matériau constitutif de la cuve. Une méthode est ici proposée pour localiser avec précision les arêtes diffractantes et donc permettre un dimensionnement des fissures à partir des échographies ultrasonores obtenues. Cette méthode s'appuie sur l'application d'outils de modélisation de la propagation et de la diffraction des ultrasons prenant en compte à la fois le caractère irrégulier de la surface et la nature hétérogène du composant. La méthode développée a fait l'objet d'une implémentation informatique et a pu être testée sur un ensemble de cas représentatifs. En particulier, ses performances ont été évaluées à partir de l'analyse de résultats expérimentaux. La précision obtenue en laboratoire sur les cas expérimentaux traités est conforme à la demande industrielle qui a motivé cette étude.

Le phénomène de la propagation d'une fissure dans un matériau hétérogène est un sujet de recherche central en mécanique de la rupture. Durant ces deux dernieres décennies, plusieurs travaux, aussi bien expérimentaux que théoriques, ont été menés afin de déterminer les conditions de stabilités et les propriétés de rugosité du front de fissure et des surfaces ainsi crées. L'une des difficultés centrales dans ce type de problème est d'obtenir les outils théoriques pour la description du comportement du champ des contraintes au voisinage du front de fissure. Ce comportement est caractérisé par les quantités appelées facteurs d'intensité des contraintes qui sont la base préalable à toute caractérisation théorique de la dynamique de propagation de fissure. Dans ce contexte, nous avons effectué un travail à la fois théorique et expérimental, afin de déterminer théoriquement ces quantités pour différents modes de déformations et différentes géométries de fissures.

Le couplage entre l'endommagement et la perméabilité des roches suscite un intérêt grandissant pour des applications industrielles. C'est le cas par exemple du problème de la fissuration autour des galeries (EDZ) de stockage de déchets radioactifs qui peut augmenter considérablement la perméabilité et constituer, de ce fait, un risque sérieux pour l'étanchéité et la sûreté de ces ouvrages. Le même phénomène peut se produire dans le béton des enceintes des centrales nucléaires ainsi que dans les roches réservoirs pétrolifères. Des recherches à caractère expérimental sur ce sujet, particulèrement au laboratoire G.3S-LMS de l'Ecole Polytechnique, ont permis de déterminer les ordres de grandeur de l'effet de l'endommagement sur la perméabilité. Mais une modélisation numérique de ce phénomène permettant d'établir des lois rhéologiques restait à faire, et c'était l'objectif principal de ce travail.

L'objectif de ce travail est d'étudier le couplage thermomécanique dans les mécanismes de rupture dynamique notamment dans la loi de comportement. Le problème de propagation de fissure est étudié dans le cadre de la thermodynamique classique. Les conséquences du premier et second principe sont déduites, en particulier, il est montré que la pointe de fissure se comporte comme une source mobile. Les singularités puis les régularités de température sont discutées. En élastodynamique, l'expression asymptotique de la solution couplée est donnée en élasticité et conduction linéaire. En plasticité dynamique, la réponse mécanique et thermique est simulée pour le mouvement d'état d'équilibre instantané et le mode I de chargement. Le problème de fissure fixe est discuté sous l'hypot! hèse d'adiabaticité. Pour une restriction unidimensionnelle, les équations mécanique et thermique sont découplées dans toute la structure avec en pointe de fissure un couplage thermomécanique simplifié. Les résultats obtenus sont comparés aux observations expérimentales par des essais de flexion 3 points instrumentés thermiques.

Cette thèse est consacrée au développement de méthodes numériques pour la simulation de plaques et coques fissurées. Pour ce problème, les méthodes classiques sont basées sur la Méthode des Elements Finis (MEF). En raison de la présence d'une singularité en fond de fissure, la MEF souffre de plusieurs défauts. Son taux de convergence n'est pas optimal. De plus, en cas de propagation de la fissure, le domaine doit être remaillé. Une nouvelle méthode d'éléments finis, introduite en 1999 et baptisée XFEM, permet de s'affranchir de ces inconvénients. Dans cette méthode, la base éléments finis est enrichie par des fonctions de forme spécifiques qui représentent la séparation du matériau et la singularité de fond de fissure. Ainsi, domaine et fissure sont indépendants et le taux de convergence est optimal. Dans cette thèse, on développe deux formulations XFEM adaptées à un modèle de plaques minces. Ces méthodes ont pu être implémentées dans la bibliothèque d'éléments finis Getfem++, et testées sur des exemples où la solution exacte est connue. L'étude d'erreur montre que la méthode XFEM possède un taux de convergence optimal, alors que la MEF montre une convergence plus lente. L'autre contribution de cette thèse concerne le calcul de Facteurs d'Intensité de Contraintes (FIC) : ces grandeurs indiquent le risque de propagation de la fissure. Nous proposons deux méthodes de calcul originales, basées sur nos formulations XFEM. La première méthode utilise l'intégrale-J, et la deuxième fournit une estimation directe, sans post-traitement.