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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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Importance industrielle et principe de formation des émulsionsArticle inclus dans l'offre
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5. Émulsions complexes
Jusqu’à maintenant, nous n’avons évoqué que les émulsions simples, comprenant une phase grasse et une phase polaire, d’aspect blanc, et dont la fraction volumique de phase dispersée n’excède pas 60 %. Il existe cependant des systèmes plus complexes, dont les propriétés spécifiques peuvent être recherchées de manière active par les formulateurs.
5.1 Émulsions transparentes
Il est assez aisé de réaliser une émulsion transparente, qui prendra l’aspect d’une solution visqueuse ou d’un gel transparent. L’aspect blanc des émulsions est le résultat de la diffusion de la lumière incidente. Cette diffusion est sous l’influence conjointe du nombre et de la taille des gouttelettes, et du rapport des indices de réfraction de la phase dispersée et continue. Si l’on envisage de travailler sur la taille des particules pour annuler l’intensité de la lumière diffusée (c’est-à-dire rendre la formulation transparente), il faut changer de technologie et formuler une miniémulsion (cf. § 5.4), ou même passer à la formulation de microémulsions, qui sont des systèmes d’équilibres. Il est certainement plus raisonnable de chercher à annuler le contraste entre phase continue et phase dispersée, en ajustant les indices de réfraction. Cet ajustement est aisément réalisable en ajoutant, par exemple, du glycérol ou du sucrose (saccharose) à la phase polaire pour remonter son indice de réfraction de 1,33 à 1,40 environ. L’indice de la phase grasse pourrait, quant à lui, être diminué par adjonction d’huiles perfluorées, mais leur coût prohibitif rend cette solution industriellement peu attractive.
HAUT DE PAGE5.2 Émulsions concentrées
On parle d’émulsion concentrée lorsque la phase continue est en quantité bien inférieure à celle de la phase dispersée. Au-delà de 74 % en volume de phase dispersée, les gouttes se déforment et adoptent une structure facettée. La phase continue est donc réduite à n’être qu’un réseau de films minces similaire à...
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Émulsions complexes
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BIBLIOGRAPHIE
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(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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