Présentation

Article

1 - PRÉSENTATION

  • 1.1 - Quelques éléments de terminologie
  • 1.2 - Les exemples
  • 1.3 - Outils mathématiques et statistiques

2 - CRIBLAGE DE FACTEURS INDÉPENDANTS

3 - CRIBLAGE DE COMPOSANTS EN MÉLANGE

4 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : J2240 v1

Criblage de facteurs indépendants
Planification d’expériences en formulation : criblage

Auteur(s) : Didier MATHIEU, Roger PHAN-TAN-LUU

Date de publication : 10 déc. 2000

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

Auteur(s)

  • Didier MATHIEU : Docteur ès sciences - Ingénieur de l’Institut national des sciences appliquées (INSA) - Ingénieur de l’Institut de pétroléochimie et de synthèse organique industrielle de Marseille (IPSOI) - Professeur à l’université de la Méditerranée

  • Roger PHAN-TAN-LUU : Docteur ès sciences - Ingénieur de l’École supérieure de chimie de Marseille (ESCM) - Professeur à l’université d’Aix-Marseille III

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

INTRODUCTION

Les techniques de planification d’expériences sont des outils incontournables de la formulation. Pratiquement toutes les méthodes y sont applicables à un moment ou à un autre : choix d’un « ingrédient » dans un ensemble de produits, mise au point de la composition d’un mélange, des conditions de fabrication, optimisation d’une propriété ou recherche d’un compromis entre plusieurs propriétés, etc. Mais, malgré un nombre croissant de publications consacrées aux plans d’expériences, de nombreux outils sont encore méconnus ou peu utilisés.

Après avoir décidé de la nature des différentes familles d'ingrédients devant entrer dans la composition de la formule finale (antioxydant, durcisseur, liant, etc.), l'expérimentateur dispose souvent, pour chacune d'entre elles, d'un nombre plus ou moins important de produits susceptibles d'être utilisés. C'est à leur sélection que nous nous attacherons dans cet article. Nous distinguerons deux cas. Dans le premier, que nous appellerons « criblage des facteurs indépendants », l'expérimentateur désire savoir, au sein de chaque famille, quels sont les produits qui ont le même comportement, quels sont les plus performants, afin de n'en retenir qu'un seul. Au cours de cette même étape, il peut simultanément mettre en évidence quels sont, parmi les facteurs qui caractérisent le procédé de fabrication, ceux qui ont un réel effet sur les propriétés du produit final. Dans le second cas, que nous désignerons sous le nom de « criblage des composants en mélange », l'expérimentateur envisage la possibilité d'introduire dans la formule un mélange de plusieurs produits d'une même famille (mélange de liants, par exemple), sous réserve que chacun ait un intérêt spécifique.

Un second article Planification d’expériences en formulation : optimisation de cette rubrique sera consacré à la mise au point d’une formule, qui correspond à son optimisation et constitue souvent l’étape suivante.

Par souci pédagogique, nous avons délibérément choisi d’illustrer les différentes techniques présentées dans ces deux articles en nous appuyant sur un seul problème tiré du domaine de la galénique : la fabrication de comprimés. Certains des résultats expérimentaux sont réels, d’autres sont simulés à partir de véritables expérimentations, l’objectif essentiel des exemples étant de montrer la mise en œuvre des outils de planification d’expériences et non de déterminer de réelles conditions de fabrication. Les raisons essentielles de ce choix sont les suivantes :

  • limiter au minimum l’introduction de chaque nouvel exemple ;

  • montrer que le même problème peut être abordé et résolu de multiples façons, et qu’un changement, apparemment léger, de l’énoncé peut conduire à un choix de stratégie très différent ;

  • introduire une continuité entre différentes étapes possibles d’une même étude. Il est en effet exceptionnel qu’un problème de formulation soit résolu en une seule étape.

Comme nous venons de le signaler dans l’introduction, cette présentation se compose de deux articles :

[J 2 240] : Planification d’expériences en formulation : criblage

Planification d’expériences en formulation : optimisation : Planification d’expériences en formulation : optimisation

auxquels se rattache un fascicule de documentation :

 : Planification d’expériences en formulation. Pour en savoir plus.

Pour une présentation détaillée de l’ensemble des techniques de planification et d’analyse utilisées dans cet article, consulter les références [1] à [5]. Les ouvrages généraux présentant certaines méthodes spécifiques (mélanges, surfaces de réponses, etc.) sont cités dans les références [6] à [8]. Quatre articles généraux consacrés aux mélanges sont cités aux références [9] à [12]. Plusieurs articles présentant des exemples voisins sont référencés dans le texte et détaillés en .

La plupart des matrices d’expériences et des traitements décrits dans cet article nécessitent l’emploi d’un logiciel spécialisé (cf. ).

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 93% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-j2240


Cet article fait partie de l’offre

Formulation

(120 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Présentation

2. Criblage de facteurs indépendants

Le premier type de criblage étudié ici consiste à déterminer si, pour chaque facteur envisagé, le passage d’un niveau à un autre provoque une modification significative de la (des) réponse(s) mesurée(s).

Exemple

la variation de la température de laminage d’un alliage (dans une plage donnée), de la vitesse d’extrusion d’un thermoplastique, l’ajout ou non d’un antioxydant, l’utilisation d’une matière première d’origine A, B ou C ont-ils une influence sur une propriété du produit fabriqué ?

Ce type de problème est universel, se pose à tout expérimentateur. Il permet, par exemple, au formulateur de sélectionner un ou deux additifs parmi plusieurs proposés, ou de montrer que le conditionnement de la matière première n’a pas d’influence... Les matrices de criblage et les outils d’analyse correspondants sont essentiellement conçus pour extraire un petit nombre de facteurs effectivement actifs d’un grand nombre de facteurs potentiellement actifs. De cette hypothèse en découle une autre, implicite, sur la faible probabilité d’existence d’interactions, qui sont, de ce fait, négligées.

Au cours des trois exemples traités dans ce paragraphe, nous montrerons qu’il suffit de modifier légèrement l’énoncé d’un même problème pour que les solutions expérimentales choisies soient assez différentes.

En plus des définitions rappelées dans le paragraphe précédent, nous nous conformerons à la notation habituelle des matrices d’expériences de criblage des facteurs.

·Le ie facteur peut prendre un niveau dans un ensemble de si niveaux possibles.

·Si k1 facteurs peuvent prendre s1 états possibles, ..., si kn facteurs peuvent prendre sn états possibles (k1 + ... + kn = k), alors la matrice de criblage est notée :

Exemple

la matrice d’expériences notée 223461//18 permet d’étudier l’influence de deux facteurs à deux niveaux chacun, quatre facteurs...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 92% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Formulation

(120 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Criblage de facteurs indépendants
Sommaire
Sommaire

BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - LEWIS (G.A.), MATHIEU (D.), PHAN-TAN-LUU (R.) -   Pharmaceutical experimental design, chapitre 1 : screening  -  . Marcel Dekker Inc., New York (1999).

  • (2) - LEWIS (G.A.), MATHIEU (D.), PHAN-TAN-LUU (R.) -   Pharmaceutical experimental design, chapitre 2 : factor influence study  -  . Marcel Dekker Inc., New York (1999).

  • (3) - LEWIS (G.A.), MATHIEU (D.), PHAN-TAN-LUU (R.) -   Pharmaceutical experimental design, chapitres 5 et 6 : Response Surface Methodology, optimization  -  . Marcel Dekker Inc., New York (1999).

  • (4) - LEWIS (G.A.), MATHIEU (D.), PHAN-TAN-LUU (R.) -   Pharmaceutical experimental design, chapitre 8 : exchange algorithms  -  . Marcel Dekker Inc., New York (1999).

  • (5) - LEWIS (G.A.), MATHIEU (D.), PHAN-TAN-LUU (R.) -   Pharmaceutical experimental design, chapitres 9 et 10 : mixtures  -  . Marcel Dekker Inc., New York (1999).

  • (6) - CORNELL...

DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES

  • Plans d’expériences

  • Méthodes d’optimisation en chimie analytique

1 Sites Internet

Pour tout contact avec les auteurs des articles [J 2 240] et [J 2 241] :

Didier MATHIEU : [ [email protected]]

Roger PHAN-TAN-LUU : [ [email protected]]

On pourra probablement trouver à terme des informations intéressantes sur la planification d’expériences dans l’un des très nombreux sites de chimiométrie dans le monde. Les liens que proposent les trois suivants permettent d’accéder à un très grand nombre d’autres :

• Société Chimique de France : [ www.scifrance.org/] et son groupe de Chimiométrie.

• Société de Chimiométrie belge : [ sch-www.uia.ac.be/chemomet/].

• North American Chapter of the International Chemometrics Society (NAmICS) [ www.iac.tuwien.ac.at/NAmICS/WWW/welcome.html].

Le site historique d’un des fondateurs de la planification d’expériences, G.E.P. Box, dirigé ensuite par le Pr William G. Hunter peut être consulté chez :

• Center for Quality and Productivity Improvement – University of Wisconsin-Madison : [ www.engr.wisc.edu/centers/cqpi/].

Le site lié à un congrès international sur les mélanges (6-8 juin 2000)...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 95% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Formulation

(120 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS