Le rôle de la viscosité dans la formulation des crèmes solaires : entre protection et application
Chaque été, des millions de consommateurs appliquent des crèmes solaires pour se protéger des rayons UV. Pourtant, peu savent que la qualité, l’efficacité et même le plaisir d’utilisation de ces produits dépendent en grande partie d’une propriété physique souvent méconnue : la viscosité. Cette caractéristique, qui mesure la résistance d’un fluide à l’écoulement, joue un rôle clé à chaque étape, de la fabrication à l’expérience d’utilisation.
Comprendre la viscosité des crèmes solaires
Qu’est-ce que la viscosité et ses spécificités pour la crème solaire ?
La viscosité est une grandeur physique qui caractérise la résistance interne d’un fluide à l’écoulement. Dans le cas des crèmes solaires, elle est influencée par la nature et la concentration des différents composés (émulsifiants, épaississants, filtres UV, etc.) et par les conditions de fabrication (température, vitesse de mélange, contraintes mécaniques). Dans le cas des crèmes solaires, la viscosité détermine non seulement la texture et la facilité d’application, mais aussi la stabilité de l’émulsion et la répartition homogène des actifs protecteurs. Comme beaucoup de produits cosmétiques, les crèmes solaires sont des fluides non Newtonien qui peuvent combiner les comportements de type rhéofluidifiant, thixotropique et de fluide à seuil.
Pourquoi la viscosité influence directement l’expérience et la perception du consommateur ?
Des études scientifiques montrent la relation entre la viscosité et les propriétés d’usage des crèmes solaires et des produits cosmétiques. Pour le consommateur, la viscosité est synonyme de qualité perçue : une crème trop liquide peut être associée à un manque d’efficacité, tandis qu’une texture trop épaisse peut décourager son utilisation.
Une crème trop fluide sera difficile à conditionner, à appliquer et l’épaisseur du film de crème appliqué sur la peau risque d’être trop fin. Une crème trop visqueuse sera perçue comme grasse et désagréable, difficile à étaler, et l’épaisseur du film risque d’être disgracieux.
Les études montrent que les consommateurs privilégient les produits offrant un bon compromis entre facilité d’application et sensation de protection. La viscosité influence directement ces critères, ainsi que la résistance à l’eau et la tenue du film protecteur sur la peau.
Un paramètre clé pour la stabilité, la qualité et la reproductibilité industrielle
En condition de process, c’est-à-dire directement sur les lignes de production, la mesure et le contrôle de la viscosité permettent de garantir la stabilité, la texture et l’efficacité des crèmes, tout en optimisant les coûts et la reproductibilité des lots.
Les crèmes solaires sont des émulsions complexes, composées d’une phase huileuse et d’une phase aqueuse, stabilisées par des tensioactifs et des épaississants. Ces derniers, comme les polymères ou les gommes naturelles, augmentent la viscosité et empêchent la séparation des phases. La mesure de la viscosité permet donc de s’assurer que l’émulsion reste stable dans le temps et que les filtres UV sont uniformément dispersés, garantissant ainsi une protection optimale.
La viscosité évolue à chaque étape depuis le début jusqu’à la fin de la fabrication. Elle passe par des valeurs caractéristiques dont la surveillance permet de s’assurer que la préparation se déroule de façon conforme. Une déviation de la viscosité par rapport aux valeurs attendues est un indicateur d’un mauvais déroulement. Sa mesure permet de détecter l’évènement et de le corriger.
Pourquoi et comment mesurer la viscosité des crèmes solaires ?
La mesure de la viscosité en laboratoire : une étape indispensable mais limitée
En l’absence de mesure de ligne, c’est la qualité et la reproductibilité des composants ainsi que la rigueur dans l’exécution de la recette qui permettent d’atteindre pour chaque lot de crème la qualité finale attendue. Elle est garantie, en fin de fabrication, par la prise d’un échantillon qui est analysé au laboratoire de contrôle/qualité. Cette technique se caractérise par un temps de réponse non négligeable lié au temps d’acheminement et de prise en charge de l’échantillons, au temps nécessaire pour réaliser les analyses et pour finir la transmission des résultats à l’atelier de fabrication. Pendant cette période, la fabrication reste en attente et l’outil de production ne peut pas être utilisé pour fabriquer le lot suivant. Si le lot de crème n’est pas mis en attente il y a un risque de stocker ou de conditionner un lot non conforme.
La mesure de viscosité en ligne : un levier de performance industrielle
Avec l’augmentation de l’exigence sur la qualité et la reproductibilité des produits fabriqués, la recherche de solutions permettant d’améliorer la productivité des outils de fabrication, le besoin de traçabilité la plus exhaustive possible des fabrications, la mise en œuvre des mesures en ligne constitue une avancée majeure. En effet les capteurs et analyseurs installés directement sur l’outil de fabrication, réacteurs, mélangeurs ou canalisations fournissent des mesures continues et quasi instantanées, depuis le début jusqu’à la fin des fabrications.
La traçabilité de la fabrication de chaque lot de produit est détaillée et complète. De plus, l’absence ou le très faible temps de réponse permet de détecter très rapidement un éventuel écart dans le déroulement de la fabrication et permet d’ajuster en temps réel les paramètres de fabrication (température, vitesse d’agitation, ajout d’épaississant) pour obtenir la texture souhaitée.
Les solutions Sofraser pour la mesure de viscosité en process cosmétique
Les viscosimètres de process Sofraser sont utilisés dans quasiment toutes les industries depuis une cinquantaine d’années. Le modèle MIVI Sanitaire et le modèle MIVI hygiénique dont le design est certifié par l’EHEDG, facilitent et augmentent l’efficacité du nettoyage de l’unité de production entre 2 fabrications de lots différents ou en fin de période de production. Cette caractéristique est un plus pour les utilisateurs de l’industrie cosmétique et en particulier pour les fabricants de crèmes solaires.
Les processeurs 9710 et 9720 de Sofraser permettent de compenser les effets de la température et du taux de cisaillement pour fournir une valeur directement comparable à la viscosité mesurée par le viscosimètre du laboratoire de contrôle qualité. La mesure de viscosité effectuée par le viscosimètre MIVI, à la température de process et à fort taux de cisaillement est traitée par la fonction TCV (temperature compensated viscosity) puis par une fonction de corrélation qui sont paramétrables directement sur l’écran tactile du processeur.
Maîtriser la viscosité pour garantir performance, qualité et protection solaire
Grâce à la mesure en temps réel et précise de la viscosité par un viscosimètre en ligne Sofraser, les temps de productions, l’indisponibilité de l’outil de production de fabrication et le nombre de lots de crème solaire non conformes sont diminués. La réduction des lots non conformes et les économies de matières premières participent également au retour sur investissement et à l’amélioration du rendement global. Au quotidien la mesure en ligne permet de fabriquer efficacement des lots de produits à la qualité souhaitée qui vont satisfaire les utilisateurs tout en garantissant leur protection.
