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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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1. Importance industrielle et principe de formation des émulsions
1.1 Définition
Il existe de nombreuses situations où deux liquides non miscibles doivent être compatibilisés de manière que leur mélange puisse être manipulé, administré, utilisé sans démixtion. L’une des techniques les plus répandues consiste à émulsifier une phase dans l’autre en utilisant une agitation mécanique, d’une part, et un composé émulsifiant, d’autre part. La formulation obtenue, qui est une émulsion, peut le plus souvent être décrite comme une dispersion de gouttelettes de l’une des phases dans l’autre. On distingue donc une phase dispersée et une phase continue. On parlera d’émulsion eau dans huile E/H si la phase continue est une phase grasse, et d’émulsion huile dans eau H/E si la phase continue est constituée d’un liquide polaire associé (d’ordinaire, il s’agit d’eau ou d’une solution aqueuse).
En règle générale, la fraction volumique de la phase continue est plus importante. Lorsque la phase continue est minoritaire en volume (moins de 30 %), on parle d’émulsions concentrées.
La taille des gouttelettes formant la phase dispersée d’une émulsion est typiquement de l’ordre du micromètre (0,1 à 100 µm) et impose l’aspect blanc opaque commun à la plupart des émulsions. Une émulsion peut être fluide, crémeuse ou même gélifiée, donnant toute une gamme de textures qui expliquent l’intérêt que portent à ces systèmes des domaines industriels tels que l’hygiène-beauté ou l’agroalimentaire.
Il convient de bien distinguer les émulsions de ces systèmes particuliers que l’on appelle microémulsions qui feront l’objet d’un article séparé dans ce traité. L’une des principales caractéristiques qui différencie les émulsions des microémulsions est que ces dernières sont des systèmes dispersés thermodynamiquement stables (formation spontanée, sans apport d’énergie comme pour une émulsion).
HAUT DE PAGE1.2 Domaines d’application
Les domaines où interviennent les émulsions sont extrêmement nombreux. Ils peuvent cependant être répartis en trois grandes classes.
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L’apparition...
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Importance industrielle et principe de formation des émulsions
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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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