Prédire le niveau IDDSI et la texture perçue à partir de la rhéologie des boissons épaissies

Predicting the IDDSI consistency and perceived texture from the rheology of thickened drinks

• Auteur / Autrice : Rémi Lecanu
• Direction : Marco Ramaioli, Guy Della Valle, Cassandre Leverrier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Soutenance le 04/04/2025
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Agriculture, Alimentation, Biologie, Environnement, Santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Paris-Saclay Food and Bioproduct Engineering (Massy, Essonne ; 2020-....)
• Partenaire(s) de recherche : Référent : AgroParisTech
• Partenaire(s) de recherche : graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Biosphera (2020-....)
• Jury : Président / Présidente : Nicolas Huang
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Arnaud Saint-Jalmes, Agnès Montillet, Stefano Guido, Gilles Feron
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Arnaud Saint-Jalmes, Agnès Montillet
• DOI : 10.70675/8301ad1cz840dz47dbz8874z11b28b1b2a4e

Mots clés

Mots clés contrôlés

Viscosité

Modélisation CFD

Seringues

Mots clés libres

Rhéologie

Dysphagie

Iddsi

Boissons épaissies

Analyse sensorielle

Rheology

Dysphagia

Iddsi

Thickened fluids

Sensory analysis

Résumé

Ce projet de thèse porte sur l'étude de l'écoulement des boissons épaissies utilisés dans la prise en charge de la dysphagie, en s'appuyant sur le cadre méthodologique de l'International Dysphagia Diet Standardisation Initiative (IDDSI). Un objectif de cette thèse est d'évaluer les limites du test d'écoulement IDDSI (SFT), un test simple et largement utilisé. Un autre objectif est de comprendre l'effet de la rhéologie des boissons épaissies sur la texture perçue et la consistance IDDSI. Une méthodologie complète a été mise en place, combinant modélisation théorique, mesures expérimentales, simulations numériques et évaluations sensorielles. Des équations analytiques et des simulations de dynamique des fluides numériques ont permis de développer un modèle précis en prenant en compte les propriétés des fluides et leur rhéologie en cisaillement. Les résultats, présentés sous forme de cartes rhéologiques, ont révélé que le SFT est principalement gouverné par la viscosité cinématique, plutôt que la viscosité dynamique, ce qui entraîne des incohérences de classification et de comparaison, en particulier pour les fluides de hautes densités utilisés comme agent de contrastes pour le dépistage de la dysphagie en milieu clinique. Une étude sensorielle a été organisé, afin d'analyser la perception des différentes propriétés rhéologiques, au sein d'un même niveau IDDSI chez des individus en bonne santé. L'étude a mis en évidence des différences significatives dans les descripteurs liés à l'épaisseur, selon le niveau IDDSI et le type d'épaississant utilisé. De plus, la granulosité des boissons épaissies à base d'amidon a été corrélée aux mesures tribologiques. Ces résultats suggèrent que les fluides présentant des comportements rhéologiques différents au sein d'un même niveau IDDSI ne sont pas perçus de manière identique extit{in vivo}. Des critères quantitatifs reliant les mesures instrumentales à la texture sont proposés.Par ailleurs, des études cliniques auprès de patients dysphagiques seront nécessaires pour évaluer si les différences rhéologiques influencent la sécurité et l'efficacité de la déglutition. Ces travaux ont des implications majeures pour la recherche sur la dysphagie et la pratique clinique. L'amélioration des méthodologies de test IDDSI pourrait passer par l'intégration de mesures supplémentaires et une meilleure prise en compte de la densité. Cette étude ouvre également la voie à l'optimisation des formulations épaississantes, adaptées aux préférences des patients et aux dynamiques de la déglutition. D'un point de vue plus large, cette recherche contribue à la compréhension des écoulements de fluides en géométries confinées, avec des applications potentielles au-delà de la gestion de la dysphagie, notamment en science des aliments, en nutrition médicale et dans le développement de produits de consommation.

This PhD project focuses on the study of the flow behaviour of thickened beverages used to manage dysphagia, based on the methodological framework of the International Dysphagia Diet Standardisation Initiative (IDDSI). One objective of this thesis is to assess the limitations of the IDDSI Flow Test (SFT), a simple and widely used test. Another objective is to understand the effect of the rheology of thickened beverages on perceived texture and IDDSI consistency.A comprehensive methodology has been implemented, combining theoretical modelling, experimental measurements, numerical simulations, and sensory evaluations. Analytical equations and computational fluid dynamics (CFD) simulations were used to develop an accurate model considering the fluid properties and their shear rheology. The results, presented as rheological maps, revealed that the SFT is primarily governed by kinematic viscosity rather than dynamic viscosity, leading to classification and comparison inconsistencies, particularly for high-density fluids used as contrast agents for dysphagia screening in clinical settings.A sensory study was conducted to analyze the perception of different rheological properties within the same IDDSI level among healthy individuals. The study highlighted significant differences in descriptors related to thickness, depending on the IDDSI level and the type of thickener used. Moreover, the granularity of starch-based thickened beverages was correlated with tribological measurements. These findings suggest that fluids exhibiting different rheological behaviors within the same IDDSI level are not perceived identically in vivo. Quantitative criteria linking instrumental measurements to texture perception are proposed.Furthermore, clinical studies involving dysphagic patients will be necessary to assess whether rheological differences influence the safety and efficiency of swallowing. This research has major implications for dysphagia research and clinical practice. Improving IDDSI test methodologies may involve integrating additional measurements and better accounting for density. This study also paves the way for optimizing thickener formulations tailored to patient preferences and swallowing dynamics. More broadly, this research contributes to understanding fluid flow in confined geometries, with potential applications beyond dysphagia management, particularly in food science, medical nutrition, and consumer product development.