Chimie et Ingénierie de la Formulation

• Objectifs pédagogiques :

Le cours se propose de faire acquérir aux étudiants les outils conceptuels nécessaires à la chimie des tensioactifs, à l’élaboration et à la compréhension des systèmes dispersés liquides/gaz (mousses) et liquides/liquides (microémulsions et émulsions).

• Connaissances et Compétences acquises :

A l’issue de l’enseignement, l’étudiant est capable de :

- Connaître les principaux paramètres gouvernant la stabilité des systèmes dispersés
- Formuler une microémulsion de morphologie donnée (H/E, E/H ou bicontinue)
- Mettre une huile en émulsion en maîtrisant sa structure et sa stabilité

• Objectifs pédagogiques :

Les objectifs du cours et du projet sur les plans d'expériences sont :

1) d’apprendre à gérer des systèmes dépendant d’un grand nombre de paramètres avec ou sans interactions,

2) de savoir optimiser un procédé ou une préparation dépendant de plusieurs paramètres en recourant aux plans d’expériences (méthodes de criblage (matrices d’Hadamard, factorielles complètes ou fractionnaires), optimisation ponctuelle (Simplexe), surfaces de réponses (composites, Doehlert), plans de mélanges (Scheffé), algorithme d’échange de conception de « matrices sur mesure »

3) de savoir analyser des tableaux de données par des méthodes statistiques (optimisation simultanée de plusieurs réponses par la fonction de désirabilité, visualisation graphique des données par Analyse en Composantes Principales).

L'objectif du cours sur les techniques de caractérisation des systèmes dispersés est de savoir maîtriser les techniques de RMN avancée, de zétamétrie et de diffusion (DLS, SLS, SANS, SAXS) pour la caractérisation des systèmes dispersés et colloïdaux (tensioactifs, cristaux liquides, microémulsions, émulsions). L'objectif des travaux pratiques est d'appliquer à la physicochimie et à la formulation les différents outils, techniques et méthodes.

• Connaissances et compétences :

A l’issue de l’enseignement, l’étudiant est capable de :

- Déterminer les facteurs influant dans un procédés, construire un plan de mélanges (sans et avec contrainte), construire une matrice d’expériences sur mesure. Analyser les résultats par des tests statistiques.
- Trouver les corrélations entre les différentes réponses issues d’un même procédé.
- Utiliser un logiciel de plan d’expériences et d’analyse de données.

- Connaître les techniques de caractérisation des colloïdes et des systèmes dispersés et structurés (micelles, cristaux liquides, vésicules, microémulsions, émulsions…) : zétamétrie, RMN avancée, SANS, SAXS, DSL/SLS

• Objectifs pédagogiques :

Le cours se propose 1) d’étudier les comportements, en écoulement, des fluides non-newtoniens et des conséquences sur leur mélange et sur les propriétés en application des formulations à rhéologie complexe et 2) de comprendre les caractéristiques des matériaux pulvérulents et 3) d'avoir des notions sur la technologie de la microfluidique et de ses applications à la formulation d'émulsions

• Connaissances et Compétences acquises :

A l’issue de l’enseignement, l’étudiant est capable de :

- Connaître les principaux types de comportements rhéologiques (Newtonniens, rhéofluidifiants, rhéoépaississants) rencontrés dans les différents domaines de la formulation
- Comprendre toutes les notions liées à l’utilisation des poudres (coulabilité, agrégation, mesure de la taille…).
- Formuler et caractériser des systèmes d’émulsions selon des propriétés physicochimiques définies
- Comprendre et connaître la technologie microfluidique appliquée à la formulation d’émulsions

• Objectifs pédagogiques :

Les objectifs du modules sont de :

- Appréhender les différentes facettes des parfums, des spécialités et des produits finis cosmétiques : nomenclature INCI, synthèse des matières premières, réglementation, structure chimique, analyse, rôle des grandes familles d’ingrédients
- Comprendre la composition d’une formule cosmétique et être capable de relier la composition chimique à son mode d’action
- Savoir évaluer les propriétés physicochimiques ainsi que les performances en application des matières premières et des produits finis cosmétiques
- Connaître les mécanismes d’action des principaux actifs cosmétiques ainsi que les méthodes de vectorisation
- Savoir élaborer expérimentalement un produit cosmétique en s’appuyant sur une analyse de la littérature et des contacts fournisseurs et savoir le caractériser sur les plans physico-chimique et sensoriel

• Connaissances et Compétences acquises :

A l’issue de l’enseignement, l’étudiant possède des connaissances sur :

● La physiologie de la peau et des cheveux

● La nomenclature et la réglementation des produits cosmétiques

● La chimie, la physicochimie, l’analyse et la formulation des matières premières des cosmétiques blanche et colorée, et des parfums

● L’encapsulation et la vectorisation d’actifs cosmétiques

● Les principes de formulation rencontrés dans les produits capillaires, les crèmes cosmétiques, les produits de maquillage... (solutions micellaires, émulsions, poudres…)

● La formulation des émulsions cosmétiques

● La réalisation d’une veille technologique en cosmétique

Des conférences données par des experts du milieu industriel, apporteront des compléments sur :

● L’hygiène et la sécurité dans les industries cosmétiques (contamination par les microorganismes, bonnes pratiques d’hygiène, méthodes utilisés pour la stérilisation et la préservation des produits)

● Les innovations en cosmétique

● La vectorisation

● Les techniques d’analyse des parfums

● Les colorations capillaires

● La protection solaire

• Objectifs pédagogiques :

- Maîtriser l’anglais technique du domaine pour comprendre les articles scientifiques, rédiger un rapport, comprendre un cours et exposer ses résultats en anglais
- Amener les étudiants à mieux comprendre les fonctionnements des entreprises
- Connaître les étapes de création d’un produit sous ses différents aspects : techniques, financiers, réglementaires, brevets, marques et marketing
- Construction d’un projet professionnel et valorisation de son cursus et de ses expériences à travers le CV et lors des entretiens

• Connaissances et Compétences acquises :

A l’issue de l’enseignement, l’étudiant :

- Maîtrise l’anglais technique et scientifique

- Possède des notions en Stratégie et Marketing et Développement Durable

• Objectifs pédagogiques :

Ce module a pour objectif d’accroître l’autonomie des étudiants vis-à-vis de la gestion d’un projet. Les étudiants, répartis en binômes, commencent par effectuer une recherche bibliographique approfondie et exhaustive dont une synthèse structurée devra être présentée sous forme de rapport. Puis, sous la direction d’un enseignant-chercheur, ils établissent un plan de travail expérimental et tentent de le mener à bien en un temps donné, dans un laboratoire. Après exploitation et interprétation des résultats, ils rédigent un rapport et le défendent oralement. Ainsi, en fin de projet, les étudiants doivent savoir réaliser, sur un sujet précis, une veille technologique à un niveau d’expert et ainsi :

● maîtriser la littérature des brevets (protection industrielle, recherche et décryptage des brevets) et la littérature scientifique

● récupérer l’information « grise » (notices fournisseur, proceedings de congrès, contacts pris auprès des experts…)

● réaliser une analyse statistique d’un grand nombre de références bibliographiques

● transposer les informations de la littérature expérimentalement

• Connaissances et Compétences acquises :

A l’issue de l’enseignement, l’étudiant est capable de :

● Maîtriser les différentes bases de données utiles à la réalisation d’une veille technologique sur un sujet quelconque de formulation

● Structurer de manière précise et synthétique les informations

● Quantifier l’information à travers une analyse bibliométrique

● Gérer un projet dans un temps imparti, synthétiser les résultats sous forme d’un rapport et les présenter oralement.

• Objectifs pédagogiques :

- Mise en pratique, dans un contexte industriel, des connaissances acquises au cours du cursus

- Apprentissage du mode de fonctionnement et des contraintes du monde industriel

Un stage de 6 mois (à réaliser entre début mars et fin septembre) dans un laboratoire universitaire ou dans une entreprise de spécialités chimiques ou de formulation de produits finis est prévu pour clore la formation. Les étudiants du parcours recherche doivent effectuer le stage dans un laboratoire de recherche publique (université, CEA, CNRS, INRA…) ou dans un centre de recherche d’une grande société.