La viscosité fait partie de l’univers de la rhéologie, qui analyse la résistance des matériaux aux déformations et aux contraintes. Elle intervient dans de nombreux secteurs, notamment dans les liquides comme les huiles, les sauces et les crèmes. Dans le secteur cosmétique, l’objectif est d’étudier la rigidité, la fluidité et la cohérence qui sont des facteurs déterminants du comportement visqueux des échantillons. Nous vous expliquons ici l’importance des tests de viscosité des produits cosmétiques.
Qu’est-ce que la viscosité, et comment affecte-t-elle les produits cosmétiques ?
La viscosité désigne la résistance d’un fluide au mouvement par écoulement. Par exemple, le miel est plus visqueux que l’eau. Elle varie en fonction de la configuration et de la disposition des molécules individuelles, de la composition, de la taille des particules, mais aussi et surtout de la température. Cette caractéristique a un impact significatif sur la conception d’un produit, sa durée de vie, son efficacité, ses applications et l’emballage adapté. Pour les industriels, il est important de mettre un produit dans un tube, un pot ou une bouteille et de le presser lors de l’utilisation ou si le produit s’écoule de l’emballage par gravité. Il convient également de connaître la pression requise lors de l’application et si le produit en question continue à s’écouler après relâchement de la pression.
La viscosité joue dès lors un rôle essentiel dans la formulation des produits cosmétiques. Elle permet de modifier la consistance, l’esthétique, et d’améliorer les propriétés de viscosité afin de mieux répondre aux attentes des consommateurs. Quatre critères peuvent être évalués à l’aide d’un test de cohérence : l’indice de viscosité, la consistance, la fermeté et la cohésion. La cohérence est un attribut de la texture déterminé par la quantité de produit perçue entre le bout des doigts et la peau. Elle fait ainsi référence à la fermeté, l’épaisseur ou la viscosité d’un fluide. Plus l’échantillon présente un indice de viscosité élevé, plus il pourra résister au retrait. Vous trouverez d’ailleurs tout ce qu’il faut savoir sur la viscosité sur les sites des laboratoires spécialisés.
Le contrôle de la viscosité se révèle particulièrement efficace pour réguler la sensation d’application des crèmes et des émulsions. Les émulsions sont des fluides composés soit de gouttelettes d’eau dispersées dans l’huile ou de gouttelettes d’huile dispersées dans l’eau. Quant aux crèmes, elles sont une sorte d’émulsion possédant des propriétés particulières : lorsqu’une pression est exercée, leur viscosité diminue rapidement. Par conséquent, lorsque la crème est appliquée sur la peau, elle devient plus facile à étaler.
Les avantages de l’analyse de la viscosité des produits
Certains éléments font de l’analyse de la viscosité des produits un aspect important dans le monde des cosmétiques et des soins.
Respect des spécifications et de la qualité
Les produits de soins doivent respecter les spécifications de produit fini et toutes les exigences officielles. L’analyse de la viscosité permet d’atteindre les propriétés rhéologiques souhaitées pour garantir une texture appropriée et une application plus facile.
Moins d’erreurs de traitement
Le contrôle de la viscosité peut aussi contribuer à réduire certaines erreurs courantes. On peut citer le collage, la desquamation, la fissuration, la rugosité, le fendillement, la formation de ponts, de cloques, etc.
Une bonne texture, consistance et perméabilité de la peau
L’analyse de la viscosité permet également de garantir les bonnes propriétés et la cohérence du produit. Cela vous assure dès lors des résultats satisfaisants et cohérents. Dans l’industrie cosmétique, les propriétés rhéologiques sont définies par les ingrédients et la distribution granulométrique. Ces derniers ont aussi un impact sur la texture finale et le profil de fusion des produits.
Amélioration de l’emballage
Outre le contrôle qualité, une bonne connaissance de la viscosité d’un produit garantit une meilleure organisation du processus de production et des économies sur les dépenses. À titre d’exemple, il est possible pour les fabricants d’améliorer le flux à travers les tubes et d’ajuster les distributeurs pour obtenir la force nécessaire à l’écoulement, sans excès de remplissage.
Réduction des coûts
Une viscosité inadéquate peut affecter l’efficacité du produit, mais aussi la rentabilité. De plus, elle entraîne une augmentation de l’utilisation d’ingrédients, ce qui aura un impact sur les marges bénéficiaires. Enfin, le test de viscosité permet également de limiter le volume de matériaux jetés à cause de leur mauvaise qualité.
Quelles sont les techniques de mesure de la viscosité ?
Le viscosimètre est l’outil qui permet de mesurer la viscosité d’un fluide. Au fil des années, il s’est décliné en différents modèles, destinés à diverses applications.
Le viscosimètre à écoulement libre
L’utilisation d’un viscosimètre à écoulement libre est la méthode basique pour mesurer la viscosité. L’approche implique de calculer la durée en secondes pendant laquelle un contenant percé se vide grâce à la force de gravité constante. Cet outil a la forme d’un entonnoir calibré.
Le viscosimètre rotatif
Le viscosimètre rotatif fait partie des modèles les plus simples. Il se base sur un mécanisme qui fait tourner un mobile immergé dans le fluide à étudier via une tige ou un ressort. Cependant, il est préférable d’éviter d’utiliser ce genre d’appareil, sauf pour des comparaisons de prestations entre des échantillons similaires. En réalité, les résultats obtenus sont très influencés par les conditions ou l’appareil utilisé, et leur reproductibilité est plutôt faible.
Le viscosimètre à chute de bille
Le viscosimètre à chute de bille intervient pour mesurer la viscosité d’un fluide en évaluant la durée de chute d’une bille dans ce dernier. Le liquide en question est mis dans un capillaire normé, où l’on insère une petite bille en métal. Ensuite, le capillaire est introduit dans le viscosimètre qui se charge de réguler la température. L’appareil l’incline à divers angles et mesure les durées de parcours de la bille en utilisant un dispositif magnétique de détection. Au final, la viscosité dynamique du fluide est obtenue grâce aux valeurs de densité fournies ou mesurées simultanément.
Le viscosimètre vibrant
Il s’agit du viscosimètre le plus utilisé pour les mesures en continu dans les processus industriels. La technique consiste à mettre un objet en vibration dans le fluide à étudier. Le degré d’amplitude atteint par l’objet en mouvement change selon la viscosité du liquide.
Le rhéomètre capillaire
Les rhéomètres capillaires utilisent un vérin pour contraindre le fluide à traverser une filière de diamètre calibré à un débit bien défini. Alors que le fluide s’écoule, il est possible de déterminer sa viscosité en mesurant la pression à l’entrée et à la sortie, selon la température et le taux de cisaillement.
Problèmes de processus
Pour les composants qui ont une caractéristique non newtonienne, il est impératif de corriger le taux de cisaillement (et donc la viscosité) pour toutes les géométries, sauf dans le cas d’un viscosimètre « absolu ». Le viscosimètre avec un espace étroit est une estimation proche, il demande une grande dextérité pour être mis en place et est soumis à des erreurs. Par conséquent, il est déconseillé pour les environnements industriels.
Par ailleurs, les viscosimètres de laboratoire ont peu d’utilité dans certains environnements en raison des variations de température, de taux de cisaillement, etc. Auparavant, les opérateurs utilisaient généralement la méthode de la coupelle d’efflux pour mesurer la viscosité d’un produit. La procédure est cependant complexe et demande de l’attention et du temps, notamment si la solution nécessite un filtrage au préalable. De plus, elle manque de précision et de cohérence et ne peut pas être reproduite.
De nombreuses entreprises font de nos jours appel à des dispositifs de contrôle thermique pour maintenir la température idéale à leur point d’application, et obtenir une viscosité constante. Pourtant, la viscosité n’est pas seulement influencée par la température. Il faut également tenir compte d’autres facteurs comme le taux de cisaillement, la pression, les conditions d’écoulement et la variabilité de la matière première.
Dans le secteur de la cosmétique, il est essentiel de maintenir une viscosité constante et contrôlée sur l’ensemble des lignes de production afin de satisfaire les clients. De plus, il faut noter que la stabilité chimique d’un produit dans son emballage peut être affectée par sa viscosité au fil du temps. Ainsi, au vu de l’importance de cette dernière dans la qualité générale des cosmétiques, l’utilisation d’outils appropriés est désormais la clé de réussite des entreprises du secteur.
