couronnes, inlays, onlays, ça vous parle ?

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Pour avoir un beau sourire, il faut souvent un bon chirurgien-dentiste qui utilise les meilleures techniques et les bons matériaux. Mais qui dit matériaux adaptés, compatibles et résistants dit recherche, études et essais.

Si les biomatériaux ont de l’avenir, ils ont aussi un passé. Ce billet retrace l’histoire d’une collaboration longue et fructueuse entre le CEMEF et la chirurgie dentaire.

Il est rédigé par Jean-Marc Haudin, acteur principal de l’épopée des biomatériaux dentaires au CEMEF.

1973-1976 : la période parisienne

Début des années 1970, Gilbert Frade, directeur du Laboratoire de Métallurgie de l’École des Mines de Paris donne des cours sur les matériaux à la Faculté de Chirurgie Dentaire de Montrouge (Université Paris V) et y tisse des liens. Trois dentistes, Bernard Beauzon, Pierre Meyer et Emmanuel Pindard, préparent au sein de son laboratoire leur thèse d’exercice (Diplôme d’État de Docteur en Chirurgie Dentaire), qu’ils soutiennent en mars 1973. Jean-Marc Haudin devient chargé de cours et de travaux dirigés sur les « méthodes d’investigation en Physique des Matériaux », dans le cadre du Certificat d’Études Supérieures (CES) de Technologie des Matériaux employés en Art Dentaire. enseignement qu’il donnera jusqu’au départ du CEMEF à Sophia Antipolis en 1976 

Pendant l’année scolaire 1973-74, année de son service militaire, Jean-Marc Haudin passe de nombreux samedis matins à la Fac de Montrouge en compagnie du Doyen Gérald Burdairon, pour préparer son enseignement et passer en revue les moyens expérimentaux. Ces moments se transforment souvent en discussions et causeries, le Professeur Burdairon étant un remarquable conteur. Il fait également la connaissance de Michel Degrange, jeune assistant à la Fac Dentaire, avec lequel il noue des liens d’amitié (de nombreux dîners conviviaux au domicile familial en témoignent !) et commence des recherches sur la microstructure d’alliages non précieux (nickel-chrome) à usage dentaire. Ses premiers travaux sont effectués « en perruque » pendant son service militaire. Ils se poursuivent au CEMEF, avec l’aide de Michel-Yves Perrin, jusqu’au début des années 1980.

La collaboration devient compliquée depuis le déménagement à Sophia Antipolis et l’éloignement géographique. Une fois, G. Burdairon et M. Degrange sont descendus à Sophia Antipolis pour travailler sur le microscope à balayage Coates et Welter du CEMEF, qui refusa obstinément de fonctionner. Tant pis, l’équipée se transforme en discussions passionnées au domicile de Jean-Marc. Les travaux sur les alliages sont concrétisés par la soutenance en 1978 de la thèse de 3ème cycle de Michel Degrange, dont voici la dédicace : « Mon cher Jean-Marc, Ce travail m’est d’autant plus cher, qu’il retrace en filigrane l’histoire de notre amitié. C’est grâce à toi qu’il a pu être réalisé, c’est à toi qu’il est dédié ».

Si les recherches en commun s’arrêtent, les contacts avec les milieux dentaires parisiens ne sont pas rompus. Jean-Marc Haudin devient membre fondateur, le seul non dentiste, du Collège Français de Biomatériaux Dentaires (CFBD) et membre du Conseil d’Administration de 1983 à 1987. Il organise, avec l’aide de Bernard Monasse au CEMEF, les Premières Journées du Collège à Sophia Antipolis en mai 1984. Ce succès avec environ 120 participants ouvrit la voie à une longue série de Journées du CFBD (voir plus bas).

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Les Premières Journées du Collège Français de Biomatériaux Dentaires. Jean-Marc Haudin entre le Doyen Exbrayat (Nice), à gauche, et le Doyen Burdairon (Paris V), à droite (Nice Matin 19 mai 1984)

Côté enseignement parisien, Jean-Marc assurera la co-responsabilité, avec Bernard Picard, du module Biomatériaux Amorphes et Composites du DEA Biologie et Biomatériaux du Milieu Buccal et Osseux (Universités Paris V et Paris VII), le seul DEA dentaire alors habilité sur le plan national, de 1988 à 1992. Après de nombreuses années d’absence, Jean-Marc est retourné à Montrouge en 2008 pour un jury d’HDR. Il y a retrouvé Gérald Burdairon, octogénaire et toujours en verve, Michel Degrange, Bernard Picard… C’était peu de temps avant le décès soudain de Michel, en 2010.

à sophia antipolis : l’épopée niçoise

Une nouvelle ère s’ouvre avec la collaboration du CEMEF et de la Faculté de Chirurgie Dentaire de Nice. Elle débute modestement en mars 1981 par la participation à un séminaire sur les Matériaux, organisé par le Professeur Joseph (« Jo ») Exbrayat dans le cadre du Certificat d’Études Supérieures de Prothèse Dentaire. Cette première rencontre ne doit rien au hasard mais à la participation de Michel Degrange au séminaire. Des liens amicaux se tissent rapidement entre les deux équipes qui réalisent que quelque chose est à construire en commun dans les domaines de l’enseignement et de la recherche. En décembre 1981, cette collaboration s’officialise par la signature d’une convention entre l’Université de Nice et l’Ecole des Mines de Paris. Cette convention est toujours valable aujourd’hui.

Sur le plan de l’enseignement, dès la rentrée universitaire 1981, les cours du CES de Technologie des Matériaux employés en Art Dentaire sont assurés à Nice, sous la responsabilité de Jo Exbrayat, devenu doyen de la Faculté de Chirurgie Dentaire. Jean-Marc Haudin et Frank Montheillet se chargent de l’enseignement de base du certificat. Une partie de leurs cours est publiée sous forme de livres (2) en 1984 et 1989. L’enseignement évoluera du fait des changements suivants :

  • départ du CEMEF de Frank Montheillet pour l’École des Mines de Saint-Étienne (1985),
  • Jean-Marc Haudin laisse la main d’une partie des cours à des enseignants-chercheurs de la Fac Dentaire, Marc Bolla et Daniel Serre, formés par le biais de la collaboration,
  • arrivée dans l’équipe enseignante d’Évelyne Darque-Ceretti, CEMEF, qui apporte ses compétences en science des surfaces et en méthodes d’investigation.


Le certificat, appelé CES de Biomatériaux, existe toujours à Nice, sous la responsabilité de Marc Bolla, (qui fut lui aussi doyen de la faculté !). Le CEMEF continue d’y participer, dans la même ambiance amicale. De national, le CES est devenu régional (regroupement avec Marseille). L’enseignement est désormais délivré à distance, ce qui permet d’élargir l’audience à des pays francophones comme le Maroc ou la Côte d’Ivoire. Depuis le début, plusieurs centaines d’étudiants inscrits à Nice ont été diplômés. Un beau succès !

Sur le plan de la recherche, la convention entre l’Université de Nice et l’École des Mines de Paris prévoit l’accueil au CEMEF de stagiaires de la Fac Dentaire pour la préparation de thèses sur les matériaux. Le domaine retenu sera la mise en forme par fonderie de pièces prothétiques dentaires. Ce programme de recherche vise l’étude de l’influence des paramètres de mise en forme par fonderie sur la structure et les propriétés d’alliages non précieux (nickel-chrome et cobalt-chrome) destinés à la prothèse dentaire. Dans ce cadre, Marc Bolla et Daniel Serre suivront vaillamment au CEMEF l’enseignement du DEA de Métallurgie, qu’ils obtiennent sans problème en 1985. Deux thèses de 3ème cycle (Serge Coletti 1982, Daniel Serre 1984) et deux thèses d’État (Jo Exbrayat 1987, Daniel Serre 1996) seront soutenues. Après cette première génération de travaux, les études sur les matériaux métalliques se poursuivent sous la supervision directe d’enseignants-chercheurs de la Fac, dans la même philosophie avec une ouverture vers le titane :

  • thèse de Georges-André Carayon sur la coulée du titane (1997),
  • thèse de Valérie Pouysségur sur la coulée sous pression d’un alliage nickel-chrome-molybdène (1997),
  • thèse de Vincent Bennani sur la microstructure d’un alliage de titane coulé et usiné (2001).

Dans tous ces travaux, l’implication des ingénieurs-techniciens du CEMEF fut essentielle : Suzanne Jacomet en microscopies optique et électronique à balayage, Michel-Yves Perrin en microscopie électronique en transmission, et Gilbert Fiorucci pour les essais mécaniques.

Sur le plan de la dissémination scientifique, la collaboration a donné lieu à la participation conjointe aux activités du Collège Français de Biomatériaux Dentaires (CFBD) qui deviendra en 2008 la Société Francophone des Biomatériaux Dentaires avec :

  • des communications aux Journées Scientifiques du Collège,
  • des articles dans le Journal de Biomatériaux Dentaires, édité par le CFBD de 1985 à 2003.
  • l’organisation à Sophia Antipolis des Premières Journées du CFBD par Jean-Marc Haudin avec l’aide précieuse de Jo Exbrayat et son équipe.

Cette organisation, de même que le démarrage récent du CES à Nice, ont pu générer quelques petites frictions entre « Parisiens » et « Niçois », effacées avec le temps. Jean-Marc Haudin, qui n’avait pas vocation à représenter l’Université de Nice, quitte le conseil d’administration du CFBD en 1987, remplacé par Jo Exbrayat, ce qui simplifia beaucoup les choses. En 1992, Jo Exbrayat organise les 9èmes Journées du Collège à Nice avec Jean-Marc Haudin comme Président du comité scientifique, et Marc Bolla les 25èmes en 2008, avec Jean-Marc Haudin comme Président d’Honneur.

biomateriaux_microstructure.jpg La période des alliages : microstucture d’un alliage nickel-chrome à usage dentaire

évolution des thématiques scientifiques

Dès le milieu des années 1980, se pose la question d’étendre la collaboration à des matériaux autres que métalliques. C’est ainsi fut menée une étude par calorimétrie des cinétiques de réticulation des matrices organiques de composites dentaires, polymérisables par voie chimique ou photopolymérisables en étroite collaboration avec Bernard Monasse. Elle conduira à la thèse de Marc Bolla en 1990, et à son HDR en 1995.

S’est ainsi ouverte la voie de la diversification, avec de nouveaux axes de recherches s’appuyant sur les compétences du CEMEF, et impliquant de nouveaux acteurs :

  • Axe « Mécanique » : une première approche, expérimentale, de la répartition des contraintes autour d’un implant a été menée par photo-élasticimétrie, avec l’aide d’Alain Le Floch (thèse de 3ème cycle d’Alfred Chouraqui, 1990). La première étude numérique a été réalisée en collaboration avec Michel Bellet, dans le cadre de la thèse de Doctorat en Sciences de Xavier Lefèvre (2001). Le but de cette thèse était d’optimiser le comportement mécanique d’une reconstitution corono-radiculaire par la méthode des éléments finis, à partir d’un modèle 3D où couronne prothétique, matériau de reconstitution, tenon radiculaire, matériau de scellement et desmodonte étaient représentés.
  • Axe « Surfaces » : les travaux menés sous l’impulsion d’Évelyne Darque-Ceretti ont concerné l’adhésion et l’adhérence, avec application au collage. Ainsi, la thèse de doctorat d’Éric Leforestier, soutenue en 2003, s’intéressait à l’essai de pelage et à son application à l’étude des interfaces adhésif-substrat. Plus récemment, la thèse d’exercice de Leonor Ceretti (2010) traitait de l’adhérence de tenons silanisés en fibres de quartz dans les techniques de reconstitutions corono-radiculaires.


biomateriaux_mecanique.jpg Une première approche mécanique : étude de la répartition des contraintes autour d’un implant dentaire, menée par photo-élasticimétrie dans une expérience modèle

l’ère moderne

La thématique des Biomatériaux Dentaires a été revivifiée au CEMEF par Yannick Tillier et Pierre-Olivier Bouchard, qui ont relancé l’axe «  Mécanique » et l’approche numérique par la méthode des éléments finis.

Les travaux menés ont abouti aux thèses de deux médecins stomatologues :

  • la thèse de Guillaume Odin (2008) proposait une modélisation numérique de l’os mandibulaire appliquée à l’implantologie dentaire et maxillo-faciale, permettant de calculer la répartition des contraintes au sein de l’os et au contact des implants, dans le but d’en optimiser le nombre, la forme et la position.
  • la thèse de Charles Salvoldelli (2013) avait pour objectif de prévoir les modifications de contraintes dans l’articulation temporo-mandibulaire après un protocole de distraction symphysaire mandibulaire (ce traitement chirurgical sert à traiter les encombrements dentaires de la mandibule).

Ces travaux ont été menés en collaboration avec la Faculté de Médecine de Nice, et pour chacune d’elles, le Doyen en titre de la Faculté de Chirurgie Dentaire faisait partie du jury!

À la rentrée universitaire 2015-2016, une thèse sur la simulation du retrait de polymérisation dans les composites dentaires a démarré au CEMEF (doctorant : Gerry Agbobada). Cette étude est également une collaboration avec la Faculté de Chirurgie Dentaire de Nice.

Et dernière nouvelle de juillet 2016 : le projet Toothbox “Boîte à outils expérimentale et numérique pour le développement de composites dentaires plus durables” auquel le CEMEF participe a été accepté par l’ANR, catégorie Projets de Recherche Collaborative. La suite des biomatériaux dentaires au CEMEF s’écrit d’ores et déjà.


biomateriaux_simu.png Simulation numérique de la distraction symphysaire mandibulaire (séparation des deux parties de la mandibule(a) et modélisation du cal osseux symphysaire (b)


La boucle est bouclée et place aux jeunes !!