Étude du comportement des systèmes granulaires soumis au cisaillement et à la compression : application aux poudres cosmétiques

Study of granular systems submitted to shear stress and pressure application to cosmetic powders

• Auteur / Autrice : Aude Barois-Cazenave
• Direction : Daniel Tondeur
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL

Mots clés

Mots clés contrôlés

Compactage

Poudres (pharmacie)

Rhéologie

Produits cosmétiques

Résumé

Cette étude vise à étudier les poudres et leur comportement lorsqu'elles sont soumises au cisaillement et à la compression. Elle s'attache plus particulièrement à un choix de poudres utilisées dans les industries cosmétiques. Elle a permis de confirmer et d'étendre des connaissances acquises dans le domaine de la compression des poudres et de développer une nouvelle voie de caractérisation des systèmes granulaires basée sur une technique rhéologique. Une synthèse bibliographique présente et définit les poudres, leurs propriétés, les opérations qu'elles peuvent subir telles que mélange et compression. Elle présente un certain nombre de méthodes et techniques utilisées afin de suivre et de comprendre la compression, puis de caractériser les compacts obtenus. Puis, une deuxième partie, expérimentale, présente deux types de systèmes granulaires étudiés : des systèmes granulaires modèles et des poudres industrielles parmi celles utilisées en industries cosmétiques. La troisième partie concerne l'étude rhéologique des systèmes granulaires. Elle présente une nouvelle méthode de caractérisation rhéologique de ces systèmes, basée sur les méthodes classiquement utilisées en rhéologie des fluides et adaptée en vue de travailler sur les poudres. Elle propose également un modèle théorique comparant différents temps caractéristiques pour les systèmes granulaires. Ce modèle propose une famille d'équations permettant de représenter les différents comportements rhéologiques observables pour ces systèmes granulaires. Cette méthode expérimentale et ce modèle théorique sont ensuite appliqués aux poudres industrielles. Enfin, la quatrième partie est une étude de l'influence des paramètres opératoires de compression (vitesse de compression, force maximale appliquée, géométrie de compression. . . ). Elle permet aussi de dégager l'importance de la formulation par l'étude de l'influence de la nature des mélanges étudiés, de la présence ou non de liant (de l'eau dans notre cas). . . Ces études d'influence ont été réalisées en corrélant l'état de compression (porosité, taux de vide) des poudres d'une part et leur solidité d'autre part (résistance à la rupture ou à la pénétration) avec les paramètres de compression.