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Université Bordeaux 1 Les Sciences et les Technologies au service de l’Homme et

Université Bordeaux 1 Les Sciences et les Technologies au service de l’Homme et de l’environnement N° d’ordre : 4327 THÈSE Présenté à L’UNIVERSITÉ BORDEAUX 1 École doctorale des sciences chimiques par Andie KERMAREC Pour obtenir le grade de DOCTEUR SPÉCIALITÉ : Chimie – Physique ______________________________________________________________ Exsudation et rhéophysique des matériaux hétérogènes solide / liquide à base de corps gras ______________________________________________________________ Soutenue le : 27 Octobre 2011 Devant la commission d’examen formée de : M. CABANE Bernard Directeur de recherche émérite, CNRS Examinateur Mme. CANSELL Maud Enseignant chercheur, Université Bordeaux 1 Examinateur M. CIPELLETI Luca Professeur, Université de Montpellier Rapporteur Mme. de CLERMONT Hélène Responsable R&D Maquillage, Chanel PB Invité M. PAUCHARD Ludovic Chargé de recherche, CNRS Rapporteur M. RENARD François Professeur, Université de Grenoble 1 Examinateur M. RICHETTI Philippe Directeur de recherche, CNRS Examinateur M. SNABRE Patrick Directeur de recherche, CNRS Directeur de thèse Mme. VOLPE Nathalie Directeur R&D, Chanel PB Invité REMERCIEMENTS Ce travail de thèse a été réalisé au Centre de Recherche Paul Pascal à Pessac et en collaboration avec l’entreprise Chanel Parfums Beauté. Je remercie mon directeur de thèse qui tout au long de ces trois années a su orienter mes recherches. Ses compétences scientifiques m’ont permis de mener à bien cette étude. Je tiens à remercier Hélène De Clermont Gallerande, Responsable R&D Maquillage chez Chanel, qui m’a donné l’opportunité de faire cette thèse, qui m’a fait confiance pour mener à bien ce projet et qui a toujours été présente pour répondre à mes questions. Je remercie les rapporteurs de cette thèse Luca Cippelleti, professeur à l’université de Montpellier, et Ludovic Pauchard, chargé de recherche au laboratoire FAST à Orsay, pour l’intérêt qu’ils ont porté à mon travail. Merci également aux autres membres du jury qui ont accepté de juger mon travail : Bernard Cabane, Maud Cansell, François Renard. Merci à Philippe Richetti, directeur du CRPP, de m’avoir accueillie ces 3 années au sein de son laboratoire et d’avoir présidé mon jury. Je remercie tout particulièrement Nathalie Volpe, directrice R&D chez Chanel, qui a accepté d’assister à ma soutenance en tant qu’invitée. Je tiens à remercier Stéphanie Pierre, qui a toujours était présente pour répondre à mes nombreuses questions, même quand sa boite mail a fini par me considérer comme un spam. Damien ou Mi-choco comme certains t’appelle :P Je t’ai fait un peu de pub pour ta thèse alors t’as intérêt à assurer dans quelques mois ;) Durant cette thèse j’ai testé mes matériaux sur de nombreux appareils. Je tiens donc à remercier toutes les personnes qui ont dans un premier temps accepté que je mette du rouge à lèvres dans leurs appareils de mesures mais qui m’ont également aidée à comprendre les résultats de ce mélange infâme comme beaucoup l’ont qualifié. L’atelier mécanique avec Philippe, Manu et Jean-Yves m’a permis d’adapter de nombreuses manips à mes matériaux ou même de fabriquer mes propres expériences. Marie France Achard m’a aidée pour les expériences de rayons X, et a été patiente lorsque je cassais les capillaires les uns après les autres. Grâce à Gilles Sigaud les expériences de calorimétrie m’ont permis d’avancer dans l’élaboration d’une hypothèse. Les journées passées avec Hassan Saadoui lors des expériences d’AFM me resteront toujours en mémoire....toujours le mot pour rire. J’ai beaucoup apprécié la patience et la gentillesse d’Isabelle Ly lors des expériences de cryofracture, MEB etc... Je remercie Christophe Pradère pour avoir mis à ma disposition une caméra infrarouge et pour le temps qu’il a passé à essayer d’interpréter avec moi les résultats. Remerciements Ces trois années à Bordeaux n’auraient pas été les mêmes sans toutes les personnes rencontrées. Il y a tout d’abord le bureau A010, qui m’a accueillie si souvent (trop souvent certains diront peut être) avec Gaétane la frileuse, Mélanie l’organisatrice événementielle, Damien le soi-disant « squasheur » et Jaï oui je sais c‘était pas ton bureau non plus mais on s’y croisait souvent ;). Je tiens à remercier Dr Igor qui m’a supportée pendant ces trois années. Igor, on partage à nouveau un bureau quand tu veux !!! Avec les 3 cafetières et les 2 bouilloires au sous sol, j’ai toujours eu une bonne occasion pour prendre un café. Je remercie Hélène, Fred, Julien, Clémence, Ie Rang et Octavian qui ont partagé tous ces moments. Les midis n’auraient pas été pareil sans Emilie, Alessandro, Olivier, Sylvain (quand il se levait assez tôt), Dr Kelby, Ludivine. Certains non-permanents ne sont pas restés longtemps au labo, mais je ne les ai pas oubliés. Stéphanie ma jumelle astrale (comme disait Ahmed), José avec ton rire qui résonne dans tout le CAES. Marie tu as essayé de me faire aimer le vin ...mais j’aime toujours que le blanc sucré :P mais on se refait des portes ouvertes quand tu veux j’aime bien gagner des bouteilles gratuites ;). Après tous ces cafés et tous ces repas, un peu de sport été nécessaire. Le Club de Running des P’tites Poulettes était parfait pour ça. Un bon moyen de se défouler (et durant une thèse c’est nécessaire), de rigoler entre filles mais surtout de râler auprès de notre coach Ahmed. Ahmed tu en auras supporté des caprices de filles ....et ce n’est pas fini. Tatiana je compte sur toi pour que ce club perdure ;) Grâce à ce club j’ai pu connaître Célia et grâce à Célia Seb. Les soirées sushis-bones (et autres séries) vont beaucoup me manquer. On se fera des week-ends sushis pour rattraper ça :) Les soirées n’auraient pas été les mêmes sans Mymy et les Mojitos-Saucisson. Quand est ce qu’on se remet ça ? ;) Je tiens également à remercier les personnes qui se sont déplacé pour assister à ma soutenance et qui me suivent depuis maintenant des années ; Fanny et Elodie, ça fait maintenant 20 ans et on a toujours pas fêté ça !! Nelle ça a commencé au lycée, je me rappellerais toujours notre TPE (et les Cappus qui vont avec ;P). Sandrine ma cop’ du club des naines, comme Raph dit si bien. Petites mais costaud ;). Raph je crois que tu es un de ceux qui se rappellera le plus de cette journée vu toutes les galères qui te sont arrivées. Un grand merci à mes parents qui m’ont toujours soutenu dans mes choix de carrières (aussi variés furent-ils) et qui m’encourage toujours dans ce que je fais. Un grand merci également à mon grand frère pour être toujours présent. Je suis très contente d’avoir un frère comme toi et qu’on s’entende aussi bien. Va falloir organiser nos prochaines vacances. Pour finir, je tiens à remercier Brice qui a le plus supporter mes humeurs durant cette thèse mais aussi avant. Qui m’encourage dans tous mes projets ... les prochains on les faits ensemble ;) i Table des matières Chapitre 1 : Introduction ...................................................................... 1 Bibliographie .......................................................................................................................... 5 Chapitre 2 : Corps gras et rouges à lèvres .......................................... 7 2.1 Cristallisation des corps gras ........................................................................................ 7 2.1.1 Organisation spatiale des triglycérides ...................................................................... 8 2.1.2 Cristallisation des triglycérides en phase continue.................................................. 10 2.1.3 Transformations énantiotropes et monotropes ........................................................ 11 2.2 Formulation et fabrication du rouge à lèvres ............................................................ 12 2.2.1 Composition du rouge à lèvres ................................................................................ 12 2.2.1.1 Le corps blanc ............................................................................................ 13 2.2.1.2 Les pigments, les nacres et les charges ...................................................... 14 2.2.2 Production du rouge à lèvres ................................................................................... 14 2.2.3 Tests d'exsudation ................................................................................................... 15 2.3 Exsudation et rhéologie du rouge à lèvres ................................................................. 16 2.3.1 Exsudation du rouge à lèvres .................................................................................. 16 2.3.2 Rhéologie du rouge à lèvres .................................................................................... 19 Bibliographie ........................................................................................................................ 22 Chapitre 3 : Méthodes expérimentales .............................................. 25 3.1 Choix des échantillons et protocole expérimental ...................................................... 25 3.1.1 Choix des échantillons ............................................................................................. 25 3.1.2 Préparation des échantillons ..................................................................................... 26 3.1.3 Protocoles expérimentaux ........................................................................................ 26 3.2 Méthodes optiques ......................................................................................................... 27 3.2.1 Observations microscopiques ................................................................................... 27 3.2.2 Interférométrie en réflexion ..................................................................................... 28 3.2.3 Thermographie Infrarouge ....................................................................................... 30 3.2.4 Microscopie polarisante ........................................................................................... 32 3.2.5 Diffusion multiple multispeckle de la lumière ......................................................... 35 3.2.5.1 Principe de la méthode ................................................................................ 35 3.2.5.2 Traitement des matrices de corrélation ....................................................... 39 ii 3.3 Rhéologie ........................................................................................................................ 43 3.3.1 Généralités ................................................................................................................ 43 3.3.2 Préparation des échantillons ..................................................................................... 46 3.3.3 Rhéologie dynamique ............................................................................................... 48 3.3.4 Expériences de relaxation ......................................................................................... 55 3.3.5 Pénétrométrie ........................................................................................................... 57 3.4 Microcalorimétrie .......................................................................................................... 60 3.4.1 Principe ..................................................................................................................... 60 3.4.2 Préparation des échantillons et protocole ................................................................. 61 3.5 Analyses RMN ............................................................................................................... 62 3.5.1 RMN haute résolution .............................................................................................. 62 3.5.2 RMN basse résolution .............................................................................................. 65 3.6 Analyse de la microstructure ....................................................................................... 66 3.6.1 Microscopie à force atomique .................................................................................. 66 3.6.2 Diffusion des rayons X ............................................................................................. 69 3.6.3 Microscopie électronique à balayage ....................................................................... 71 3.7 Conclusion ...................................................................................................................... 72 Bibliographie ........................................................................................................................ 73 Chapitre 4 : Cristallisation, maturation et exsudation .................... 76 4.1 Cristallisation isotherme du matériau ......................................................................... 77 4.2 Chauffage isotherme et exsudation .............................................................................. 79 4.2.1 Observations ............................................................................................................. 79 4.2.1.1 Microscopie ................................................................................................... 79 4.2.1.2 Interférométrie ............................................................................................... 80 4.2.2 Diffusion multiple multispeckle ............................................................................... 86 4.2.3 Rhéologie dynamique ............................................................................................... 88 4.2.4 Pénétrométrie ........................................................................................................... 90 4.3 Cycles thermiques et exsudation .................................................................................. 92 4.3.1 Observations microscopiques et diffusion multiple multispeckle ............................ 92 4.3.2 Rhéologie dynamique ............................................................................................... 94 uploads/Geographie/ kermarec-andie-2011.pdf