École Nationale Supérieure de
Techniques Avancées

Résumé

Dans l'enseignement des professionnels de la médecine, un modèle artificiel d'une partie du corps humain est souvent utilisé dans le processus d'acquisition de la sensibilité et d'amélioration des compétences du chirurgien pour travailler sur ce tissu ou cette partie spécifique. Le département de génie mécanique de l'ENSTA mène un projet de recherche à long terme visant à créer un modèle de mandibule humaine présentant des caractéristiques mécaniques et géométriques similaires à une vraie mandibule. Dans cette optique, l'idée est d'utiliser des polymères présentant différentes caractéristiques mécaniques pour représenter les tissus complexes et diversifiés d'une vraie mandibule humaine, ainsi qu'une technique de fabrication additive (impression 3D) pour garantir la précision dans la construction d'une géométrie non standard et multicouche telle que celle souhaitée. La technique d'impression 3D choisie est la technologie PolyJet de Stratasys. Les particularités et les principes de fonctionnement généraux de cette série de machines seront présentés plus en détail dans ce rapport, mais l'un des principaux avantages de ce type d'impression 3D est la capacité à imprimer des bi-matériaux sans qu'il y ait de frontière faible entre eux, ce qui est une caractéristique essentielle pour tout travail visant à utiliser des bi-matériaux pour imprimer un modèle de mandibule complet en une seule fois. Cependant, il a été remarqué que lors de l'utilisation de bi-matériaux, la réponse mécanique de cet échantillon ne correspond pas à la résistance théorique attendue, la différence entre les valeurs attendues et celles obtenues lors des tests expérimentaux augmentant à mesure que la taille des fibres diminue. Explorer les raisons possibles de cette différence observée, et plus spécifiquement détecter et mesurer une éventuelle zone de transition entre un matériau et l'autre qui pourrait avoir un impact sur ses performances mécaniques, est l'un des objectifs de ce projet de recherche. Un deuxième objectif consiste à essayer de trouver une conception en 2D ou 3D pour un échantillon à tester dans une machine de traction qui donne la courbe caractéristique en forme de J que l'on trouve dans les tests de traction des tissus conjonctifs naturels.