Le Centre de recherche

Nos tutelles

Rechercher




Accueil du site > Reserve Emploi / Thèse / Stages > Sujets de thèses 2008-2011 proposés au CRPP

Matériaux à base de substances cristallisable

Directeur de thèse : Patrick SNABRE

L’étude concerne le vieillissement de matériaux à base de substances cristallisables soumis à une sollicitation thermique ou mécanique. Une perturbation thermique ou une déformation mécanique de ces matériaux peuvent en effet altérer de manière plus ou moins réversible la structure et les propriétés mécaniques du réseau de cristallites et provoquer, selon les conditions opératoires et la formulation, une exsudation hétérogène au niveau de la surface. Cette exsudation représente un handicap pour la commercialisation de certains produits cosmétiques comme les rouges à lèvres. Une étude préliminaire montre que le phénomène d’exsudation observé en dessous de la température de point de goutte (température de transition vitreuse) résulte de la fusion partielle de la matrice cristallisable avec pour conséquence une surpression dans la phase liquide et une expulsion brutale du fluide vers la surface du matériau 1. Il importe de comprendre comment la cohésion du matériau et les effets de cicatrisation (relaxation de la microstructure) influencent le vieillissement du matériau et le phénomène d’exsudation.

Le sujet de thèse consiste à étudier une base cristallisable « modèle » (paraffine de faible température de fusion) plus ou moins chargée en particules solides (billes de verre) de manière à mimer un matériau cosmétique (corps blanc/pigments). La méthode de diffusion multiple « multispeckle » particulièrement adaptée à l’étude du vieillissement des milieux opaques 2, permettra une analyse par imagerie des fluctuations temporelles de la figure de « speckle » en vue de suivre la fusion/cristallisation du matériau et analyser le vieillissement à long terme de la matrice (événements plastiques, fractures) soumis à une excitation thermique ou mécanique.

Une première étape concerne la mise en place au CRPP d’un protocole expérimental et d’un mode opératoire (étalement / confinement du matériau, mise en température) pour étudier par diffusion multiple « multispeckle » la fusion/cristallisation et le vieillissement du matériau en fonction de la température et de la concentration de particules solides dans la base cristallisable. Une seconde étape sera consacrée au vieillissement du matériau soumis à un cycle thermique (« tempérage ») ou à une sollicitation mécanique. Cette étude nécessite de développer des outils expérimentaux pour analyser simultanément le vieillissement du milieu et la topographie de surface du matériau en vue de corréler les observables et analyser le phénomène d’exsudation/cicatrisation. Les expériences de diffusion multiple « multispeckle » seront complétées par des analyses rhéologiques (pénétromètrie, rhéologie dynamique) et calorimétriques (micro DSC) en collaboration avec le laboratoire TREFLE-LMDA de l’Institut des sciences et Techniques des Aliments de bordeaux, partenaire du projet, sur des systèmes modèles (paraffine/billes de verre) et des matériaux cosmétiques.

[1] P.Valcasara, « Vieillissement et exsudation de matériaux cosmétiques », stage Master2 GetCo, Université Bordeaux 1 (2007).

[2] L. Brunel, A. Brun, P. Snabre and L. Cipelletti, "Adaptive Speckle Imaging Interferometry : a new technique for the analysis of microstructure dynamics, drying processes and coating formation", Opt. Express, 15, 23, 15250-15259, (2007)

Partenaires : F. Leal Calderon (TREFLE-LMDA, ISTAB), collaboration industrielle

Compétences souhaitées : physique de la matière molle, rhéologie.

Financement : CIFRE