support de cours 5ème année génie chimique_2
Post on 24-Dec-2015
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Le travail du formulateur consiste à mettre les matières actives sous une forme qui
soit adaptée aux conditions d'application de l'utilisateur.
Exemple des peintures : Les méthodes d'application courantes comprennent
l'application d'une peinture liquide à la brosse ou au rouleau, le trempage dans un
bain de cataphorèse
Génie de la formulation = Ensemble des procédés mis en œuvre au cours de la
préparation et de l’application des produits formulés et les connaissances qui s’y
rattachent.
Au cœur du génie de la formulation nous distinguons le génie des mélanges
→ Opérations délicates : grand nombre de constituants souvent non miscibles,
systèmes métastables du point de vue thermodynamique, comportements
rhéologiques complexes.
But = Vérifier la conformité du produit formulé au cahier des charges, comparer ses
performances à celles des produits concurrents et vérifier son efficacité au regard
des attentes des clients.
Ensemble des tests de performances chargés d’évaluer le comportement du
produit pendant la phase de fabrication :
- Spécifications physiques :
- Spécifications chimiques :
- Spécifications biologiques :
Ensemble des tests de performances chargés d’évaluer le comportement du
produit pendant les phases de vie ultérieures
Phase de stockage, Exemple de test : Vérifier l’aptitude d’un produit à subir un
stockage pendant plusieurs mois sans diminution significative de ses performances
dans les conditions réelles et extrêmes
Phase d’utilisation : Les tests réalisés sur le produits sont dans ce cas appelés les
= Chargés d’évaluer les performances d'un produit en reproduisant, de façon
simplifiée et reproductible, les conditions réelles d'utilisation.
Exemple : Test d’application d’une lessive: Utilisation de tergotomètres dans
lesquels on lave, avec une quantité donnée de lessive, des morceaux de tissus salis
artificiellement avec des salissures normalisées représentatives des principales
salissures (thé, vin, herbe, sang, rouge à lèvres...).
Brevet WO 1996030479 A1, Page 11 : Formulation détergente compacte en poudre
pour lavage du linge. http://www.google.com/patents/WO1996030479A1?cl=fr
Lorsque le produit est prêt à être commercialisé, on effectue une série d’essais chez
un panel de clients représentatifs des acheteurs potentiels.
Tests consommateurs indispensables pour les produits « grand public » !!
= Systèmes complexes dont les performances en application
dépendent d'un grand nombre de paramètres de constitution, de proportion et de
procédés
Le formulateur doit s’efforcer de trouver rapidement une formule présentant le
meilleur compromis valeur d’usage / prix de revient en essayant de satisfaire au
mieux tous les critères de performances du cahier des charges.
Elle consiste à partir d’une formule et d’un protocole standards et à modifier l’un
après l’autre chacun des paramètres dont dépend le système, en espérant aboutir,
de proche en proche, à l’optimum. Elle présente plusieurs inconvénients :
Conçus de façon à établir une relation entre les facteurs et les réponses permettant
de qualifier le produit obtenu.
Transformer une ou plusieurs matières actives en un produit,
possédant les performances requises et un coût acceptable, pratique à utiliser,
respectueux de la législation en vigueur et sans danger pour l'utilisateur et
l'environnement.
L'analyse mathématique de ce problème montre qu'il est préférable de faire varier
simultanément tous les facteurs si l'on veut obtenir l'information souhaitée avec la
meilleure précision possible.
Le formulateur doit donc profiter de toutes ces aides et tenir compte de ces
contraintes au moment d’élaborer sa formule. Pour parvenir à ses fins, le
formulateur doit avant tout maîtriser quatre types de connaissances :
— autorisés dans son propre
domaine d’activités :
— : donne au formulateur un cadre conceptuel
lui permettant d’adopter une démarche rationnelle lors de l’élaboration de ses
formules et d’expliquer les synergies ou l’antagonisme
— qui comprend le génie des mélanges, les procédés de
mise en forme et d’application des formules, car ce sont souvent ces derniers qui
imposent la forme et le profil rhéologique du produit final,
— enfin, le formulateur doit posséder un certain nombre
(propriété et stratégie industrielle, plans d’expériences, analyse de données,
déformulation) qui lui permettent d’acquérir rapidement l’état de l’art dans un
domaine nouveau pour lui et de parvenir plus rapidement à un produit satisfaisant.
Lorsqu’une société décide d’élaborer une spécialité chimique ou un produit formulé
pour répondre à un besoin explicite ou supposé du marché, elle commence par
réaliser une étude de marché pour :
Muni de toutes ces informations, le responsable du projet procède à une analyse
fonctionnelle du produit et établit, en concertation avec le laboratoire d’application,
un cahier des charges fixant le
Cahier de charges d’une poudre à laver le linge
Ayant à concevoir une formule respectant un
cahier des charges donné, le formulateur devra
parcourir un cycle d'élaboration qui doit aboutir
à l'établissement :
- d'une formule
- d'un protocole précis de fabrication
- et d'une description des procédés mis en
œuvre.
Traduire la description fonctionnelle du produit figurant dans le cahier
des charges en description structurelle. Cela s’effectue en deux stades :
- tout d’abord, on associe, à chaque fonction d’usage, une ou plusieurs familles de
composés susceptibles de remplir, totalement ou partiellement, la fonction requise ;
- puis on précise son choix en sélectionnant un composé particulier en tenant
compte de…
Association des matières premières.
Soumettre le produit candidat à des tests de performances et comparer les
résultats obtenus avec ceux exigés par le cahier des charges.
Une fois la formule est validée au laboratoire, elle est transmise au service
développement qui transpose, à l'échelle pilote, le protocole mis au point à l’échelle
du laboratoire.
Raisons pour lesquelles
une formule est amenée à subir ce type d'ajustement :
— Remplacement d'une matière première par une autre pour des raisons de prix,
de changement de fournisseur ou pour tenir compte d'une réglementation plus
contraignante ;
— Ajout d'une propriété additionnelle destinée à faciliter la mise en œuvre, le
stockage ou l'application du produit.
— Nouvelle forme de présentation du produit (passage d'une lessive en poudre à
une lessive liquide),
— Elaboration d'une formule basée sur une matière active originale,
— Application d'un nouveau procédé de mise en œuvre,
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