Etude structurale, mécanique et tribologique de multicouches de Zr-N/TaN pour des applications biomédicales

par Khaoula Rahmouni

Projet de thèse en Matériaux

Sous la direction de Corinne Nouveau et de Aurélien Besnard.

Thèses en préparation à Paris, HESAM en cotutelle avec L'Université d'Oum El Bouaghi , dans le cadre de École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur , en partenariat avec LaBoMaP - Laboratoire Bourguignon des Matériaux et Procédés (laboratoire) et de École nationale supérieure d'arts et métiers (établissement de préparation de la thèse) depuis le 08-11-2018 .


  • Résumé

    Depuis longtemps, les prothèses à base d'alliage sont largement utilisées avec beaucoup de succès dans les appliquations biomédicales. Des millions de personnes ont subi de la chirurgie arthroplastique afin d'améliorer et d'augmenter leur mobilité et leur bien-être sur plusieurs années. Toutefois, plusieurs chercheurs peuvent améliorer le matériau de base constituant ces prothèses. Les métaux représentent encore le standard en implantologie pour fabriquer des prothèses en orthopédie, dentisterie et cardiologie grâce à leur grande dureté et leur meilleure résistance à l'usure et à la corrosion tels que le Titane et ses alliages, les aciers faiblement alliés (316L) et les alliages CoCrMo. Par ailleurs, le succès des implants dépend fortement de leur durée de vie dans le corps humain. Afin d'éviter la perte de l'implant ou l'infection, plusieurs solutions existent dont les revêtements comme matériaux protecteurs des alliages constituants ces implants. Dans ce travail de doctorat, on se propose de développer de nouvelles multicouches à base des métaux de transition (tel que Ta, Zr, …) déposés par pulvérisation magnétron sur différents substrats afin améliorer leurs propriétés mécaniques, tribologiques et de tribo-corrosion. L'objectif de ce projet de thèse est de faire la corrélation entre les propriétés structurales, mécaniques et le comportement biologique pour des applications en biomédical.

  • Titre traduit

    Structural, mechanical and tribological study of Zr-N / TaN multilayers for biomedical applications


  • Résumé

    Alloy prostheses have been used for over 50 years with great success. Millions of people have undergone arthroplasty surgery to improve and increase their mobility and well-being over several years. However, we can still today improve the basic material constituting these prostheses. Metals still represent the standard in implantology thanks to their mechanical properties such as Titanium and its alloys, low alloyed steels (316L), and CoCrMo alloys (low coefficient of friction and high wear resistance) are the most common materials, mostly used to make prostheses in orthopedics, dentistry and cardiology. The success of implants depends strongly on their level of and therefore the non-rejection of the implant by the human body. In order to avoid the loss of the implant or the infection, several solutions exist today including the coatings as protective materials of the basic alloys of these implants. The aim of this PhD is to develop new ternary materials based on MeN (with Me = metal such as Ta, Zr,...) by magnetron sputtering on various substrates to improve their resistance to wear, corrosion and tribo-corrosion. These materials will be developed as thin layers by reactive magnetron sputtering. One of the objectives of this research will be to verify if there is a relationship between the mechanical and structural properties of the obtained materials and their biological behaviour.