Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
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Pascal BROCHETTE : Docteur de l’université Pierre-et-Marie-Curie, Paris VI - Ancien responsable du laboratoire Tensioactifs et Formulation du Groupement de recherches de Lacq, Elf Atochem - Consultant scientifique et technique dans l’industrie cosmétique, pharmaceutique et chimique - Formateur pour adulte (Ic&F)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le terme émulsion vient probablement du latin « emulgere », qui signifie traire. Ce terme désigne aujourd’hui un système comprenant au moins deux liquides non miscibles, dont l’un est dispersé dans l’autre, sous une forme plus ou moins stable. Rigoureusement parlant, une émulsion est instable du point de vue de la thermodynamique. En pratique, on constate cependant des stabilités qui peuvent atteindre plusieurs années. La stabilisation du système dépend à la fois de l’énergie dépensée pour disperser un liquide dans l’autre et du savoir-faire du formulateur à qui revient le choix des stabilisants.
La fabrication des émulsions est connue depuis l’Antiquité, mais leur étude scientifique ne date que du début du 20e siècle. En quelque 90 ans, la connaissance et l’utilisation des émulsions dans différentes applications a pris une ampleur extraordinaire.
Cet article tente de décrire de manière concise d’une part la physique qui sous-tend le phénomène d’émulsification et d’autre part un aspect pratique de l’élaboration et de l’étude d’une émulsion.
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- Version courante de déc. 2013 par Pascal BROCHETTE
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Stratégies pour la formulation2. Physico-chimie
2.1 Formation
La physique donne de l’émulsification une image assez précise, bien que des zones d’ombre subsistent encore. La formation des émulsions sous l’effet de l’agitation mécanique est décrite soit par un modèle cinétique bien adapté à une prise en compte des paramètres de formulations, soit par une approche hydrodynamique mieux adaptée à la description du procédé d’émulsification employé. La prise en compte dans un modèle global de la formation et de la coalescence des gouttelettes permet d’obtenir une description globale de l’émulsification intégrant des paramètres de procédé et de formulation.
Une fois l’émulsion formée, il est nécessaire d’empêcher la démixtion, en bloquant les mécanismes de dégradation.
HAUT DE PAGE2.2 Stabilité
Une émulsion est un système qui n’est pas à l’équilibre thermodynamique (équilibre thermodynamique = égalité des potentiels chimiques de chaque espèce chimique dans toutes les phases). La stabilité des émulsions n’existe que parce que le formulateur est capable de ralentir ou d’inhiber les mécanismes physiques qui conduisent normalement à la démixtion des phases non miscibles. On recense quatre mécanismes de déstabilisation, classés ici par ordre de gravité croissante.
HAUT DE PAGE
Le mûrissement d’Ostwald dépend d’une part de la granulométrie et d’autre part de la surpression de Laplace. À l’issue de l’étape d’émulsification, la population de gouttelettes n’est pas homogène en taille : on observe généralement une granulométrie se rapprochant d’une distribution log-normale. Dans chaque classe de taille existe donc une surpression de Laplace différente, plus grande pour les faibles tailles. L’existence de cette surpression implique que le potentiel chimique dans les petites gouttes est plus élevé que dans les grosses gouttes. Le retour vers l’équilibre thermodynamique...
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Physico-chimie
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - VAN OSS (C.J.) - Acid-base interfacial interactions in aqueous media - (Interaction acide-base à l'interface dans les milieux aqueux). Colloids Surfaces A, 78, 1, p. 1-49 (1993).
-
(2) - ISRAELACHVILI (J.) - Intermolecular and surfaces forces, with application to colloidal ans biological systems - (Forces intermoléculaires et forces de surfaces, et leur application aux systèmes colloïdaux et biologiques). Academic Press (1985).
-
(3) - TREINER (C.) - Solubilisation moléculaire et micellaire. - Techniques de l’Ingénieur, article J 2 125 à paraître.
-
(4) - CANSELIER (J.P.), POUX (M.) - Procédés d’émulsification. - Techniques de l’Ingénieur, articles J 2 152, J 2 153 et Doc. J 2 154 (2004).
-
(5) - LARPENT (C.) - Tensioactifs. - Techniques de l’Ingénieur, Traité Constantes physico-chimiques, article K 342 (1995).
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...
ANNEXES
BELHABRI (M.) - Caractérisatioin des milieux dispersés par rétrodiffusion de la lumière [Texte imprimé] : application à l'émulsification - . Université de Nantes. Faculté des sciences et des techniques (2003).
MARIE (P.) - Conception et développement d'un nouveau procédé d'émulsification par haute pression - . Ecole nationale supérieure de biologie appliquée à la nutrition et à l'alimentation (Dijon) (2003).
JALLIFFIER (F.) - Les surfactifs [texte imprimé] : évolution en matière d'émulsification et de tolérance - . Université de Montpellier I. UFR des sciences pharmaceutiques et biologiques (2002).
ALBAN (B.) - Contribution à l'étude de procédés d'émulsification directs en cuve agitée pour la réalisation d'émulsions concentrées - . Institut national polytechnique (Toulouse) (2002).
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