Th. doct.-ing.--Génie chim.--Toulouse--I.N.P., 1983. N°: 254.

Thèse de doctorat : Génie des procédés et des produits : INPL : 2006. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr.

Thèse : Sciences : Université, Faculté des sciences de Paris : 1855. / Titre provenant de l'écran-titre.

La gamme des produits de charcuterie 100% volaille qui présente un intérêt particulier à la Réunion est limitée par les mauvaises propriétés technologiques des gras de volaille. Le procédé de fractionnement à sec a été appliqué à la matière grasse de volaille extraite des tissus adipeux afin d'en améliorer les propriétés. L'étude fondamentale du procédé a permis de mettre en évidence les mécanismes mis en jeu et de mieux comprendre l'influence de l'itinéraire thermique sur le procédé. Un modèle de prédiction de la qualité des fractions en fonction des variables de contrôle a été élaboré. La caractérisation des échanges thermiques ayant lieu au cours du refroidissement permet le suivi du flux de chaleur lié à la cristallisation. A température ambiante, la fraction liquide s'apparente à une huile fluide et la fraction solide présente des caractéristiques physiques proches d'autres matières grasses animales telles que le saindoux ou le suif.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Sciences de la matière : Toulouse, INPT : 2008. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. 286 réf.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Ecologie et Agrosystèmes : Toulouse, INPT : 2007. / Résumés en français, anglais et arabe. Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. 196 réf.

Depuis une vingtaine d'années, l'utilisation de la technologie des fluides supercritiques suscite un grand intérêt comme alternative aux techniques conventionnelles pour de nombreuses applications telles que l'extraction, le fractionnement, la génération de particules, la chromatographie et la réaction chimique. Cependant, le développement de ce type de procédés nécessite au préalable de caractériser les propriétés du milieu considéré tel que le comportement thermodynamique des phases du point de vue de leurs compositions à l'équilibre et de leur caractéristiques thermophysiques telles que la viscosité, la densité, la diffusivité et l'expansion volumique. De plus, la connaissance de ces propriétés est essentielle à la compréhension des mécanismes des processus mis en jeu mais malencontreusement insuffisante dans la littérature. C'est dans ce contexte que ces travaux de thèse ont été réalisé et ont permis de développer des techniques de caractérisation de propriétés thermophysiques adaptées à la haute pression telles que la viscosimétrie à chute de bille, la mesure de densité utilisant la technologie du tube vibrant et la mesure de solubilité par analyse gravimétrique. Les investigations ont été uniquement menées sur la phase liquide de systèmes binaires très variés du point de vue de la nature physico-chimique des constituants : CO2-DMSO, CO2-PEG400 et CO2-beurre de cacao. Ce travail de thèse a également été consacré à la modélisation de ces propriétés au moyen d'équations d'état et de modèles empiriques ajustés sur les résultats expérimentaux. Développement d'un dispositif de mesure d'équilibre de phase Liquide-Vapeur Cette technique analytique a été développée pour mener des investigations sous haute pression (jusqu'à 35 MPa) de systèmes binaires composés d'une phase liquide (ou fondu) et d'une phase vapeur. Le dispositif a été validé en comparant les résultats obtenus sur le système DMSO-CO2, avec ceux de la littérature. Cet appareillage permet simultanément de déterminer la densité (au moyen d'un densimètre utilisant la technologie du tube vibrant) et la composition d'une phase, en l'occurrence ici la phase liquide, déterminée par analyse gravimétrique. Cette méthode est basée sur le prélèvement dans une cellule de mesure placée sur une balance de précision. L'échantillon de la phase liquide du système étudié, est prélevé dans des conditions de pression et de températures fixées et maintenues constantes lors de l'opération. La séparation des composés est obtenue après dépressurisation de la cellule et la quantité de CO2 initialement dissoute est ainsi déterminée par différence par rapport à la masse de l'échantillon prélevé. Développement d'un viscosimètre à chute de bille Ce dispositif a été spécifiquement conçu pour effectuer de mesures de viscosité sous pression. L'enceinte contenant le viscosimètre est une grande enceinte cylindrique. Les conditions maximales de pression et de température sont respectivement de 44 MPa et 200 °C. La technique est basée sur l'observation de la chute d'une bille d'aluminium (2 mm de diamètre) dans un tube en verre (2.1 mm de diamètre et 20 cm de longueur) au moyen d'une caméra rapide (30 à 500 images/s) au travers des hublots en saphir de l'enceinte. La vitesse terminale de chute permettant de déduire la viscosité du fluide considéré, est déterminée par analyse d'image des films capturés au moyen d'un outil spécialement conçu sous Matlab®. En première approximation, l'écoulement du fluide dans le tube peut-être considéré de type Poiseuille et laminaire. Un bilan de quantité de mouvement sur le fluide permet d'en déduire une définition simplifiée de la viscosité. Cette estimation de la viscosité permet d'initialiser des calculs CFD réalisés par la méthode des éléments finis sous Comsol® Multiphysics. En outre ces calculs ont permis d'estimer le terme correctif tenant compte de la forme spécifique du champ de vitesse à proximité de la bille.

: Le rouge à lèvres est un produit incontournable du marché des cosmétiques. C’est un produit de formulation complexe et aux fonctionnalités multiples, parmi lesquelles la sensorialité est centrale et dépend principalement des corps gras mis en œuvre. Face à la multiplicité des ingrédients disponibles et aux pratiques de formulation s’appuyant largement sur l’expertise empirique des formulateurs, cette thèse répond à une problématique industrielle de mise en place d’une méthodologie de formulation raisonnée pilotée par la fonctionnalité sensorielle. Mettre en place une telle démarche d’ingénierie sensorielle nécessite d’intégrer la connaissance des liens entre la formulation, la structure et les fonctionnalités du produit. Pour ce faire, nous avons proposé une démarche en sept étapes, s’appuyant sur la réalisation d’une formule simplifiée et réaliste. Ce système a permis de structurer une approche hypothético-déductive concernant le rôle de différentes catégories d’ingrédients sur les propriétés sensorielles du produit. Nous avons ainsi pu montrer que les huiles et les cires ont un rôle majeur sur ces propriétés. Les huiles affectent principalement le glissant, le fondant, l’huileux, la douceur, le collant et la présence sur les lèvres. Les cires, quant à elles, ont une influence sur l’opacité et la quantité de rouge à lèvres déposé. Ce travail s’appuie sur une compréhension approfondie des mécanismes physicochimiques à l’origine de la structure du rouge à lèvres, observée à différentes échelles, et des propriétés résultantes. Enfin, sur deux cas concrets d’ingénierie inverse, nous avons validé cette démarche ainsi que les relations entre les propriétés des ingrédients, la structure et les propriétés mécaniques et sensorielles du rouge à lèvres. / Lipstick is a must-have product of the cosmetics market. It is made from a complex formulation and it has multiple functionalities, among which the sensoriality is central and depends mainly on fats and oils used. Given the multiplicity of available ingredients, formulation practices are largely based on the formulators’ empirical expertise. In this industrial context, this thesis aims at setting up a reasoned formulation methodology driven by the sensory functionality. Implementing such a sensory engineering approach requires integrating knowledge of the relationships between formulation, structure and product functionalities. In order to do this, we proposed a seven-step approach, based on the realization of a simplified and realistic formula. This system allowed to structure a deductive reasoning approach concerning the role of different categories of ingredients in the sensory properties of the product. Thanks to this approach, we have shown that oils and waxes have a major role in these properties. The oils mainly affect the slipperiness, the melting quality, the oiliness, the softness, the stickiness and the presence on the lips. Waxes, on the other hand, have an influence on the opacity and the amount of lipstick deposited. This work is based on a thorough understanding of the physicochemical mechanisms at the origin of the structure of lipsticks, observed at different scales, and of the resulting properties. Finally, we validated this approach, as well as the relationships between the properties of the ingredients, the structure and the mechanical and sensory properties of lipsticks, on two concrete cases of reverse engineering.

Le chauffage des matériaux cosmétiques peut provoquer une exsudation de surface sous la forme de petites gouttes puis un retrait des gouttes associé à un processus de recristallisation. Des méthodes rhéologiques et de diffusion multiple de la lumière ont permis une étude des effets d’exsudation et de recristallisation en fonction de la température de chauffage, du vieillissement et de la plasticité du matériau. Des simulations numériques et un modèle phénoménologique basés sur la prolifération de fissures métastables et la croissance hors équilibre d’amas de défauts liquides susceptibles de crever la surface permettent de rendre compte des effets d’exsudation et de recristallisation variables selon la plasticité de la matrice semi-cristalline et la teneur en huile dans le matériau soumis à une perturbation thermique. / The heating of cosmetic materials can generate an external sweating phenomenon shown by the formation of droplets, followed by a withdrawal of the droplets due to the recrystallization process. Rheological methods and light scattering allowed to study the effects of sweating and re-crystallization in term of heating temperature, aging, and material’s elasticity. Numerical simulations and a phenomenological model based on the multiplication of metastable cracks and the growth outside of equilibrium state of liquid default pits able to burst the surface proves the sweating effects and the re-crystallization variable depending on the semi-crystalline matrix and the percentile of oil in the material under thermal fluctuation.

Au cours de ce travail, nous avons proposé une caractérisation "multi-échelle" des matériaux mous à travers des montages originaux permettant la mesure simultanée des quantités macroscopiques et microscopiques. Dans une première partie de nos travaux, nous avons associé une méthode optique introduite récemment, la diffusion multiple de la lumière résolue spatialement (PCI-DWS), avec une sollicitation thermique, afin de suivre l’évolution de la microstructure d’échantillons à base de corps gras lors d’une rampe de température. Ces expériences ont permis d’identifier des transitions de phase par PCI-DWS et de les localiser spatialement dans des échantillons hétérogènes.Dans une deuxième série d’expériences, la même méthode optique a été couplée à des essais mécaniques réalisés avec une machine de traction commerciale. Pour des éprouvettes de polymère semi-cristallin, nous avons mesuré la déformation de l’éprouvette par PCI-DWS, sans avoir recours à des marqueurs de surface, contrairement aux méthodes d’imagerie couramment utilisées. Pour le même polymère, nous avons suivi la dynamique microscopique lors d’essais de traction dans les deux régimes, élastique et plastique. Nous avons montré que la dynamique microscopique et la relaxation de la contrainte lors de tests de traction à déformation imposée sont liées par une relation étonnement simple, que nous avons pu modéliser. Dans une dernière partie de la thèse, nous avons conçu et réalisé un prototype d’instrument permettant de mesurer simultanément la dynamique microscopique, la force et le déplacement lors d’essais de traction sur des élastomères. Grâce à cet instrument, nous avons pu mettre en évidence l’existence de précurseurs dynamiques microscopiques qui précèdent de milliers de secondes l’apparition de signes macroscopiques de la défaillance du matériau. / In this thesis, we introduce a "multi-scale" characterization of soft matter based on novel setups that couple macroscopic measurements (temperature, force, deformation) to measurements of the microscopic dynamics. In a first series of experiments, we use a recently introduced optical method, space-resolved diffusion wave spectroscopy (PCI-DWS), to follow the microscopic dynamics of fat materials during a temperature ramp. This allows us to detect phase transitions and to localize them in space for heterogeneous samples. In a second series of experiments, the same optical method is coupled to mechanical measurements performed on a commercial universal traction machine. For a semi-crystalline polymer, we measure by PCI-DWS the mesoscopic deformation field under tension, with no need to pre-treat the sample surface as in conventional imaging methods. For the same polymer, we measure the microscopic dynamics during tensile stress relaxation tests, both in the linear and non-linear regime. We find a remarkably simple relationship between the microscopic dynamics and the macroscopic stress relaxation, and propose a simple model to rationalize it. In the last part of the thesis, we have designed and implemented a setup prototype to measure simultaneously the microscopic dynamics (by PCI-DWS), the force and the deformation during tensile tests on elastomers. Thanks to this apparatus, we unveil dynamic precursors preceding by thousands of seconds anymicroscopic sign of the incipient material failure.