Cοmprendre le cοmpοrtement de mοlécules parfumantes au sein d'émulsiοns cοsmétiques pοur cοntrôler les fοrmules de demain

Understanding the behaviour of fragrance molecules in cosmetic emulsions to control tomorrow’s formulas

• Auteur / Autrice : Charlotte Dallay
• Direction : Céline Picard, Géraldine Savary
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 15/11/2023
• Etablissement(s) : Normandie
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale normande de chimie (Caen)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de Recherche en Chimie Organique et Macromoléculaire (Le Havre, Seine-Maritime ; 1999-....)
• Partenaire(s) de recherche : Etablissement co-accrédité : Université du Havre (1984-....)
• Jury : Président / Présidente : Florence Agnely
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Cayot, Valérie Ravaine, Antoine Charbonnier, Céline Jouquand, Catherine Malhiac
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Philippe Cayot, Valérie Ravaine

Mots clés

Mots clés contrôlés

Rhéologie

Emploi en cosmétologie

Émulsions

Parfums

Mots clés libres

Émulsions cosmétiques

Propriétés interfaciales

Microstructure

Texture

Propriétés sensorielles

Fragrance

Cosmetic emulsions

Interfacial properties

Résumé

Le parfum est un ingrédient essentiel en cosmétique, qui influence la décision d’achat des produits et la perception de leur performance et de leurs propriétés sensorielles. Il est généralement composé de plusieurs dizaines de molécules parfumantes (MP), qui se répartissent entre les différentes phases des émulsions dans lesquelles le parfum est ajouté, pouvant entraîner une altération de la stabilité ainsi que des propriétés physicochimiques et applicatives des systèmes. En dépit de l’intérêt que présente l’étude du comportement des MP en émulsion en vue de l’optimisation des formulations cosmétiques, il existe peu de recherches appliquées à des émulsions stabilisées par des phases liquides cristallines, qui sont pourtant très répandues dans les produits de soin de la peau.Ce projet de thèse vise donc à pallier ce manque d’information. L’objectif est d’étudier les interactions parfum – matrice, afin d’appréhender l’effet des MP sur les propriétés d’émulsions cosmétiques lamellaires. Pour cela, des solutions de MP dans l’eau et dans les phases grasses ont préalablement été étudiées afin d’appréhender leur comportement en émulsion. Puis, quinze émulsions lamellaires huile-dans-eau (H/E) de composition variable (pourcentage et nature des MP et des phases grasses introduites) ont été formulées, selon un protocole maîtrisé. La microstructure, ainsi que les profils rhéologique, sensoriel et de texture des émulsions ont ensuite été caractérisés dans le but d’étudier l’effet des MP sur ces propriétés.Les résultats de ces travaux ont mis en évidence l’importance du comportement de phase des MP sur leurs interactions avec les autres ingrédients de la matrice, qui gouvernent leur localisation dans le système émulsionné et leur impact sur les propriétés physico-chimiques. Les MP ont eu un impact significatif sur la microstructure, les propriétés viscoélastiques, la texture, la consistance et la difficulté d’étalement des émulsions sur la peau.

Fragrance is an essential ingredient in cosmetics, influencing the purchase decision and the perception of products’ performance and sensory properties. It is generally a mix of dozens of individual fragrance molecules (FM), which are distributed between the different phases of the emulsions to which the fragrance is added, potentially altering the stability as well as the physicochemical and applicative properties of the systems. Despite the interest in studying the behaviour of FM in emulsions to optimise cosmetic formulations, there is currently little research on emulsions stabilized by liquid crystalline phases, although their use is very common in skincare products.This thesis therefore aims to remedy this lack of information. The objective is to study fragrance-matrix interactions, in order to understand the effect of FM on the properties of cosmetic emulsions. To this end, solutions of FM in water and oil phases were studied in order to understand their behaviour in emulsion. Then, fifteen oil-in-water (O/W) lamellar emulsions of varying composition (percentage and nature of FM and oil phases introduced) were formulated, according to a controlled protocol. The microstructure, as well as the rheological, sensory and textural profiles of emulsions, were then characterised to study the effect of FM on these properties.The results of this work highlighted the importance of the phase behaviour of FM on their interactions with the other ingredients of the matrix, which govern their location in the emulsified system and their impact on the physicochemical properties. FM had a significant impact on the microstructure, viscoelastic properties, texture, consistency and spreading difficulty of emulsions on the skin.