Le traitement SMAT, Surface Mechanical Attrition Treatment, au service des biomatériaux
Résumé
Les biomatériaux doivent répondre à des exigences élevées dépendantes du site d’implantation telles que la résistance à la corrosion, à la fatigue, à l’usure. Par ailleurs, il est nécessaire d’assurer une intégration optimale dans l’organisme en leur conférant des propriétés de surface spécifiques. Les traitements de surface sont une voie d’optimisation majeure de ces matériaux, largement employée dans l’industrie médicale. Parmi les nombreuses innovations dans ce secteur, le traitement SMAT, de l’anglais « Surface Mechanical Attrition Treatment », présente de nombreux intérêts. Il s’agit d’un traitement de nanocristallisation superficielle dont le principe repose sur le bombardement de la surface à traiter avec des billes parfaitement sphériques, mises en mouvement aléatoire à l’aide d’une sonotrode. Dans ce travail, nous présenterons le principe de ce procédé et expliquerons comment il permet de générer des nanostructures à la surface des pièces traitées. Nous présenterons également les modifications induites par le procédé en termes de contraintes résiduelles, de dureté superficielle… Nous expliquerons ensuite comment il peut être combiné au procédé de nitruration pour améliorer la diffusion de l’azote sous la surface. Finalement, l’étude des effets de ce traitement sur des matériaux utilisés couramment en orthopédie - alliage de titane, aciers inoxydables, base cobalt - conduit à identifier les potentiels de ce traitement pour l’avenir des dispositifs médicaux.