Rhéologie acoustique: Transfert vers l'industrie. Application aux fluides cosmétiques et bétons. – RHEACTIF

De nombreuses problématiques industrielles sont liées à la caractérisation des propriétés viscoélastiques des matériaux, dans des domaines aussi variés que la cosmétique/pharmaceutique, les ciments et bétons, l’agroalimentaire, les polymères et les produits pétroliers. Il est fondamental pour ces industries de pouvoir caractériser et prédire les comportements mécaniques en dynamique de ces produits : propriétés viscoélastiques d’un élastomère, propriétés d’étalement d’une peinture, d’un rouge à lèvres, d’un vernis ou d’un béton, fluidité, texture ou toute autre propriété sensorielle d’un aliment ou d’une crème cosmétique, processus de changement de phase (polymérisation, gélification), etc… Des appareils ont été développés pour mesurer ces propriétés rhéologiques: les rhéomètres (modules viscoélastiques de cisaillement dans les fluides) et les analyseurs mécaniques dynamiques (DMA, principalement adaptés à la mesure des modules élongationnels et de cisaillement dans les semi-solides et solides). Cependant, ils sont parfois peu adaptés à certaines applications (mesures intrusives, problèmes de contamination ou destruction de l’échantillon, gamme de fréquence limitée).
Dans un domaine de recherche différent, celui de l’acoustique, le laboratoire INSERM U930 (Tours) a développé une méthode innovante, basée sur un couplage d’ondes, permettant de mesurer les propriétés viscoélastiques non linéaires de volume. Tout d’abord développée pour la quantification du micro-endommagement osseux, cette technique sans contact a révélé un champ d’applications plus large, notamment pour la mesure des propriétés viscoélastiques de volume de produits industriels complexes (fluides, pâteux, solides). Cette méthode appelée rhéologie acoustique, qui a été brevetée et dont la faisabilité a été démontrée, peut offrir une approche différente ou complémentaire aux techniques de rhéologie conventionnelle. Une première étude de marché a montré à la fois un intérêt et une curiosité de la part des industriels, en particulier dans les domaines cosmétique et ciments/bétons, pour cette approche innovante, mais aussi une nécessité de maturation technique et scientifique avant un transfert de la technologie vers l’industrie. C’est le cœur du projet RHEACTIF, qui rassemble 4 partenaires académiques complémentaires : l’unité U930, qui a mis au point la méthode de rhéologie acoustique, les unités UMR7615 et UPR3349 pour leur expertise en rhéologie conventionnelle, et la structure de valorisation (SPVC) de l’Université de Tours.
D’un point de vue technique, il est prévu dans le cadre de ce projet de développer un prototype de rhéologie acoustique. En particulier, RHEACTIF permettra d’optimiser et intégrer le module électronique, d’autres financements déjà acquis permettant de développer le module mécanique. D’un point de vue scientifique, il est fondamental de pouvoir comparer les mesures de rhéologie acoustique aux mesures effectuées en rhéologie conventionnelle en routine dans l’industrie et les laboratoires de recherche. En parallèle, une approche plus fondamentale est proposée pour développer un modèle de comportement viscoélastique non linéaire permettant d’identifier les paramètres acoustiques pertinents. Les résultats de ces études conjointes technique et scientifique seront mis à profit pour tester l’applicabilité de la méthode de rhéologie acoustique sur des produits industriels (cosmétiques et cimentaires). Enfin, les aspects économiques et juridiques du transfert de technologie seront étudiés tout au long du projet.
Labellisé par le pôle de compétitivité Cosmetic Valley, le projet RHEACTIF se situe dans une dynamique plus ambitieuse de création d’entreprise. En effet, deux chercheurs confirmés du laboratoire U930, Samuel Callé (coordinateur du projet) et Marielle Defontaine, envisagent très sérieusement à l’issue du projet RHEACTIF de créer cette entreprise, Rheacoustics, pour développer et vendre ces nouveaux dispositifs de rhéologie acoustique.