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Cosmétiques et produits de toilette faits maison - Formules et ingrédients

01 décembre 2009

Les émulsions pour les nuls

effervescentOu comment faire du léger avec du lourd... Article fourni avec le cachet contre le mal de tête...Ayez confiance, laissez vous allez, tout ira bien ! lol

Rien de péjoratif pour mon lectorat dans ce titre, une simple référence à la célèbre collection jaune et noire dont je possède d'ailleurs quelques spécimens à la maison !

Il se trouve que je devais faire depuis longtemps un article de ce genre (je ne parlerai pas de résumé vu la longueur de la bête !). Suite à des discussions sur le forum des Céphées, Lili Bulle s'est lancée avec courage... c'est ici. Alors pourquoi me direz vous refaire un article similaire ?

Tout simplement parce que le sujet est suffisamment complexe pour que 2 discours avec des mots différents, une manière de dire autre, permettent à plus de personnes d'y voir clair.

Dans ce texte, on peut même passer sur certains passages, selon le niveau d'information souhaité.

Allez on attaque !

Une émulsion est un mélange de 2 liquides non miscibles entre eux (pas de dissolution), rendu stable dans le temps grâce à un émulsifiant.

On peut avoir une émulsion instable, comme la vinaigrette ou votre démaquillant biphasé quand il est secoué...Pas d'émulsifiant...Le mélange « retombe » et les phases se séparent.

Emulsion = phase dispersée (sous forme de petites gouttelettes appelées micelles) dans phase dispersante (autrement appelée phase continue) plus émulsifiant

Un micelle d'huile en image :

micelles

Il y a 2 grands types d'émulsions, les émulsions eau dans huile (E/H, W/O en anglais ou en allemand, notées aussi parfois H/L, hydro dans lipo...attention source d'erreur)  et les émulsions huile dans eau (H/E, O/W en anglais ou en allemand, parfois notées L/H).

emEH emHE emHEplusH

Première image : émulsion eau (2) dans huile (1) - 2e et 3e  image : émulsions huile (2) dans eau (1), avec plus d'huile sur le 3e image.

On trouve également des émulsions plus complexes, les émulsions multiples par exemple les suspensions de gouttelettes d’eau dans des gouttes d’huile, elles-mêmes en suspension dans de l’eau. On oublie ces dernières qu'on aborde pas dans nos fabrications maison.

Les émulsions eau dans huile ont un toucher plus gras (normal, c'est l'huile qu'on sent en premier), elles sont filmogènes, protectrices. Si on en étale un peu sur le dos de la main et qu'on passe sous un filet d'eau, l'eau glisse, la crème reste sur la peau. L'émulsifiant eau dans huile le plus connu est la cire d'abeille (qui seule est un émulsifiant assez difficile à mettre en œuvre), les émulsions obtenues sont les cérats. Dans la vie courante, une émulsion eau dans huile qu'on utilise tous les jours : le beurre ! (environ 20% de gouttelettes d' »eau » enfermées dans 80% de gras)

Les émulsions huile dans l'eau sont plus pénétrantes, ne donnent pas un toucher gras et un peu de crème sur le dos de la main passé sous un filet d'eau va fondre, l'eau va se mélanger à la crème.

La plupart des émulsifiants vendus par les fournisseurs d'ingrédients cosmétiques sont des émulsifiants qui permettent de réaliser des émulsions huile dans eau. Dans la vie courante, un exemple d'émulsion huile dans eau : la crème fraîche (environ 30% de gouttelettes de gras enfermées dans 70% d' »eau ».

Le type d'émulsion n'est pas déterminé par le sens de versage ni généralement par la proportion des 2 phases. Il est déterminé en général par l'émulsifiant.

Un émulsifiant est un tensio-actif (il joue sur la tension superficielle entre les molécules), simplement ceux utilisés pour faire des émulsions (crèmes, laits) sont d'un genre différent de ceux utilisés pour faire des produits lavants (shampoings, gels douche...) ou pour permettre à une huile d'être soluble dans l'eau (huiles de bain).

C'est une molécule particulière qui possède un pôle hydrophile (qui aime l'eau) et un pôle lipophile (qui aime l'huile), cette molécule va s'orienter dans le mélange, et en quelque sorte l'organiser d'une manière particulière, soit en enferment l'eau en micelles (gouttelettes), soit en enferment l'huile en micelles.

En schématisant, selon le rapport de force entre son pôle hydrophile et son pôle lipophile, l'émulsifiant produira des émulsions H/E ou E/H. Ce rapport de force est quantifié par un chiffre appelé HLB (Hydrophile-Lipophile-Balance).

Petit résumé de l'usage des tensio-actifs selon leur HLB :

  • 3 à 6 : émulsifiants huile eau dans huile
  • 7 à 9 : mouillants
  • <8 (surtout de 1,5 à 3 ) : anti-moussants
  • 8 à 18 : émulsifiants huile dans eau
  • 13 à 15 : détergents
  • 15 à 18 : solubilisants

c_rat shampoing
Shampoing ou cérat...Un tensio-actif dans les 2 cas !

Vous remarquerez 2 choses : un tensio-actif peut avoir une autre fonction qu'être un émulsifiant même si son HLB entre dans une plage correspondant au émulsifiants, il y a des émulsifiants qui ont un HLB entre 6 et 8, par exemple certaines lécithines qui ont un HLB 7...

Quel type d'émulsion donnent les émulsifiants de HLB 7 ?

C'est le moment d'aborder les proportions respectives des 2 phases.

piscine_ballesSi on visualise l'émulsion comme une piscine de balles où les balles pourraient flotter, les micelles de la phase dispersée étant les balles, l' air autour étant la phase dispersante. On imagine bien qu'on peut avoir une piscine avec peu de balles qui flottent, on aura une grande proportion de phase dispersante, mais on peut avoir aussi une piscine de balles avec beaucoup de balles (donc pas beaucoup d'air), la phase dispersée sera alors en plus grande proportion que la phase dispersante...

On se rend bien compte que le rapport des phases n'est pas le critère qui permet de déterminer le sens de l'émulsion !

Dans la théorie, on peut « faire tenir » jusqu'à 74% de phase dispersée dans la phase dispersante, dans la pratique, avec nos moyens, on peine à intégrer plus de 50% de phase dispersée dans la phase dispersante (je rappelle pour celles qui sont visuelles...pas plus de 50% de balles-micelles ! ;) ).

Revenons à nos émulsifiants « entre-deux »  de HLB 7, justement pour eux, tout naturellement c'est la proportion de phase qui aura tendance à déterminer l'orientation des phases. Plus d'eau, émulsion huile dans eau, plus d'huile émulsion eau dans huile.

Attention ! Il y a des catégories d'émulsifiants qui vont regrouper sous un nom générique des émulsifiants de HLB très différents...Les lécithines en sont un exemple, on trouve des lécithine de HLB 4, 6, 7... Les esters de sucre en sont un autre ! Il y a toutes sortes d'esters de sucre. Le Sucro-ester (nom commercial) a un HLB haut (supérieur à 8).

En résumé, pour nous il est bel et bien plus commode de faire des émulsions eau dans huile avec plus d'huile que d'eau et des émulsions huile dans eau, avec plus d'eau que d'huile, même si ce n'est pas ce critère qui va déterminer le sens de l'émulsion.

Et le fameux sens de versage ?

Là par contre, pas de règle ! On peut travailler soit en versant la phase dispersée dans la phase dispersante, soit dans l'autre sens, on dit alors qu'on travaille en inversion de phase, les 2 phases ne s'émulsifieront pas de suite et la mayonnaise prendra d'un coup !

Certains émulsifiants tolèrent même de travailler en « one pot », traduction...Tout dans la même gamelle ! Lol

On met les 2 phases, l'émulsifiant, on chauffe (ou pas), on mélange et hop, on obtient son émulsion.

Tous les émulsifiants ne le permettent pas !

D'une manière générale, chaque émulsifiant a ses spécificités et il est important de les connaître avant de se lancer à l'utiliser...On devra donc bien entendu connaître le HLB selon le type d'émulsion qu'on souhaite réaliser, mais aussi sa sensibilité au pH (acidité de la phase aqueuse), au électrolytes (sels dissous : exemple, sel de table = chlorure de sodium – utilisé parfois pour épaissir-), ou d'autres particularités dans sa mise en œuvre comme la phase dans laquelle on doit l'incorporer au départ, ou si on doit utiliser ou non une forte agitation (certains émulsifiants de haut HLB moussent si on les agitent trop fort).

machine_cosm_tiques

 

Bah oui, on a pas ça à la maison !

Les émulsifiants que nous pouvons nous procurer sont composés d'une seule molécule ou de plusieurs (systèmes émulsifiants), ils sont ou non accompagné d'un co-émulsifiant qui en général est un agent de consistance (= épaississant).

Une émulsion peut être parfaitement réussie (stable, pas de déphasage) et totalement liquide, l'émulsifiant n'épaissit pas obligatoirement la préparation, là aussi, il faut s'en informer auprès du fournisseur.

Lorsqu'on utilise des émulsifiants simples, composés d'une seule substance, il est intéressant pour la qualité de l'émulsion d'utiliser un mélange d'au moins 2 émulsifiants, un de haut HLB, l'autre de bas HLB, le HLB final étant la moyenne des 2 pondérée du pourcentages...Pas d'affolement, pour faire simple...Si on met moitié moitié de 2 émulsifiants, le HLB du mélange est la stricte moyenne des 2.

Cette notion est mise en pratique avec 2 émulsifiants courants, le VE et le MF...le MF est le haut HLB, le VE, le bas HLB...Avec eux, si vous ne voulez pas vous lancez dans les maths, 2 solutions...Utiliser des formules déjà élaborées (en se contentant de changer les ingrédients par des ingrédients équivalents), ou utiliser un mélange tout préparé des 2 émulsifiants (en vente sur les sites étrangers) qui contient même déjà un agent de texture !

Si vous ne voulez pas vous embarrassez de tout ça, il suffit de choisir des émulsifiants simples qui tolèrent d'être utilisés seuls, ou des émulsifiants qui sont en réalité des systèmes émulsifiants tous préparés.

Pour celles qui veulent affiner... En face du système HLB des émulsifiants, les huiles et certains autres composants (les co-émulsifiants comme acide stéarique, alcool cétylique, etc.) sont dotés d'un HLB requis...Pour avoir une qualité d'émulsion eau dans huile optimale, on peut calculer le HLB requis de la phase huileuse et mettre en phase l'émulsifiant de HLB précis qui correspondra...comme cela dépend aussi du pourcentage utilisé...Si on se lance là dedans, à mon avis, il faut s'aider d'un petit logiciel qui permet de calculer tout ça... Sinon, c'est migraine assurée !

Dans la pratique, si on s'en tient à des composants standards dans des proportions pas trop hors normes compte tenu du type d'émulsion qu'on souhaite réaliser, on choisit un émulsifiant adéquat et on suit son mode d'emploi !

En clair on essaye pas de faire une émulsion huile dans eau avec de la cire d'abeille, ça ne marchera pas...Ni de faire tenir 80% d'huile dans 20% d'eau avec de la Polawax ou du Sucro-ester (nom commercial), ça ne marchera pas non plus !

Après on peut affiner les caractéristiques de son émulsion en raffinant sa formule et en choisissant un émulsifiant précis qui correspondra à ce qu'on recherche...

Le Sucro-ester donnera des émulsions pénétrantes, il s'utilise à froid, l'Emulsan allemand sera préférable pour des émulsions très confortables, la cire de The Soap Kitchen intéressera celles qui veulent maîtriser l'épaisseur de leur émulsion car elle ne contient pas d'agent épaississant, l'émulsifiant L permet de faire des émulsions sprayables, les émulsifiants VE et MF permettent plusieurs types d'émulsions sans faire d'achat supplémentaire en jouant sur les proportions, si on veut des propriétés conditionnantes, on utilisera le BTMS, l'Olivem 1000 permettra de toutes petites phases huileuses...

temperaturePuisqu'on aborde l'aspect de la température, là aussi, il faut suivre les « prescriptions » propres à l'émulsifiant, il convient d'effectuer l'émulsion à la température d'émulsion optimale, qui est parfois (et souvent) plus élevée que la température de fusion.

On arrive souvent à obtenir une émulsion si on mélange à une température plus basse mais cette émulsion n'aura pas forcément ni les qualités optimales prévues, ni une bonne stabilité dans le temps.

On peut aussi intégrer un critère supplémentaire qui est l'aspect « écologique » au sens large...certains émulsifiants répondent au critères des chartes des labels bio, d'autre non, de nombreux émulsifiants contiennent des dérivés éthoxylés peu écologiques bien que très efficaces (par exemple les polysorbates). D'autres s'attacheront à ce que les produits employés ne soient pas testés sur les animaux. On peut aussi se soucier des dérivés de l'huile de palme dont la culture est responsable de déforestation.

En résumé, toujours bien lire et respecter le mode d'emploi de votre émulsifiant. Si celui-ci ne vous semble pas assez clair, interrogez votre fournisseur, à défaut, renseignez vous sur le net sur les sites du fabricant ou sur les fora.

notice

Lui le pauvre, il lit une notice de placement financier, c'est pire ! lol

Il faut savoir que les revendeurs ont rarement l'autorisation d'utiliser le nom déposé du fabricant et utilisent en général un nom commercial. Pour faire une recherche, utiliser la composition INCI !

pour_les_nulsBon et si maintenant je vous dis qu'il y a aussi des émulsifiants qui font des systèmes lamellaires ???? Mouaaaaaaaaaaaaarf... Mais non partez pas, revenez ! Tout ira bien je vous dis, ça fera pas mal ! lol

Alors mission accomplie ? ;-)

Pour approfondir :

Mes autres articles :

  • Les articles sur divers émulsifiants : ou ou

Sur le net :

Source des images : cachet, micelle, émulsions, piscine balles, cérat, shampoing, machine, lire notice, température

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Posté par bluetansy à 16:33 - Ingrédients : Emulsifiants et tensioactifs - Commentaires [28] - Permalien [#]

Commentaires

    Oui, tu as raison, même pas mal!!! J'ai tout compris. Bon, je m'en vais voir tes liens pour aprofondir, merci.

    Posté par soleilsourire, 01 décembre 2009 à 18:47
  • Woaw !....
    Comme d'habitude, c'est intéressant, fouillé, clair...
    Je vais créer le Fan Club de Blue.
    Maximum respect.

    Posté par Guili, 01 décembre 2009 à 19:12
  • cayé

    caye j'ai mal à la tete, mais c'est super interessant....merci Blue

    Posté par evelyne, 01 décembre 2009 à 19:16
  • Super Soleilsourire...
    Guili, c'est gentil tout plein mais euh...suis pas une star hein...
    Balors evelyne ? Trop compliqué ?

    Posté par bluetansy, 01 décembre 2009 à 19:22
  • Super article, qui met les pendules à l'heure!
    Après avoir lu plein de choses sur les types d'émulsions (E/H et H/E), je viens de comprendre que j'avais tout faut... J'étais restée sur les proportions des phases...
    Par contre, je ne comprends pas trop, en relisant la doc d'AZ sur la cire n°1 (polawax je crois?), pourquoi on peut faire les 2 types, c'est parce que c'est une cire?
    Ça t'embête si je mets un lien vers ton article sur mon blog?
    Biz...

    Posté par mavalca, 01 décembre 2009 à 19:27
  • Pas de soucis pour l'article...Je vais voir la doc d'AZ, pas logique pour la cire n°1...

    Posté par bluetansy, 01 décembre 2009 à 19:31
  • Bah...Je suis allée voir et je ne suis pas d'accord avec ce qu'ils mettent...On peut faire une huile dans eau riche, avec beaucoup d'huile mais une eau dans huile, je vois pas trop...
    En plus dans les utilisations, ils disent bien :
    " Forme des émulsions huile dans eau très stables de haute qualité "
    je vais repotasser les infos frabricant des fois que j'ai loupé un truc...

    Posté par bluetansy, 01 décembre 2009 à 19:35
  • bon sang! il est où le comprimé pour la migraine?
    je plaisante ,tu as bien éclairé ma lanterne, merci de mettre tout ça en ligne!
    il va falloir que je te relise plusieurs fois pour tout imprimer dans ma petite caboche tout de même...avant de suivre les liens suivants!

    Posté par elle06, 01 décembre 2009 à 19:35
  • Je voulais dire pas de souci pour le lien...

    Posté par bluetansy, 01 décembre 2009 à 19:36
  • Je maintiens : http://www.specialchem4cosmetics.com/tds/Polawax-NF/Croda/13063/index.aspx
    Emulsifiant huile dans eau !

    Posté par bluetansy, 01 décembre 2009 à 19:42
  • Je crois que tu as oublié un détail : le comprimé !

    Merci pour cet article. Personnellement j'ai bien compris le principe de l'émulsion, ça ça va c'est facile. Par contre j'ai encore un peu de mal avec les divers émulsifiants et les calculs de HLB. Du coup je fais des tests plus ou moins à l'aveugle et j'apprends à les connaître de façon empirique. Et je n'obtiens jamais ce à quoi je m'attends, ou alors je fais en ne sachant pas ce que ça va donner.

    Cet article va me donner je crois le courage de m'y pencher sérieusement. J'avais besoin des chiffres. Et d'un coup de pied aux fesses !

    Posté par amzel, 01 décembre 2009 à 21:31
  • ah j'oubliais ma question ^^

    Je comprends pourquoi un émulsion va être stable ou pas (en fonction de la nature et des quantités respectives des deux phases, de l'émulsifiant et de la présence ou non d'agents de texture). ok.

    J'imagine assez facilement le rôle de la température d'émulsion. bon.

    Mais le "touillage" ? Il est clair que ça a une importance euh... importante, mais comment ça marche ? Pourquoi un touillage "violent" aide une émulsion à prendre ? Pourquoi certains émulsifiants nécessitent carrément des lames coupantes ?

    Posté par amzel, 01 décembre 2009 à 21:35
  • Merci Blue je me suis regalé !!
    ça m'a rappeler mes cours de BM , en chimie !!!
    c'est tres enrichissant,c'est pas le tout de tambouiller chez sois !! c'est important de connaitre le pourquoi du comment !

    Posté par oumi, 01 décembre 2009 à 21:59
  • Oumi...comprendre le pourquoi du comment aide à maîtriser les choses...
    Amzel en fait certains émulsifiants sont aidés si en agitant fort voir en cisaillant tout, on casse littéralement tout ce qui marine dans la soupe pour permettre une réorganisation en fonction des polarités lipophiles/hydrophiles. Enfin j'ai compris ça...

    Posté par bluetansy, 01 décembre 2009 à 22:34
  • Merci Blue, tu as l'art d'expliquer de façon simple des choses bien compliquées... Jsuis contente, j'ai tout compris!!

    Posté par Lutin, 02 décembre 2009 à 10:25
  • Merci pour ce chouette article !! Bon, maintenant une réclamation : à quand un tableau pour calculer les HLB avec les HLB de chaque émulsifiant ? *sifflote*

    Posté par Sealeha, 02 décembre 2009 à 10:35
  • Il n'y aura pas... mais je ferais sans doute un petit article sur un logiciel gratuit que j'ai trouvé...quand je l'aurais bien maîtrisé ! lol

    Posté par bluetansy, 02 décembre 2009 à 11:34
  • merci pour cet article Blue, sans rire c'est pas de trop si on s'y met toutes pour maîtriser la bête qu'est l'émulsion !!!!
    Je mets un lien vers ton article en prtant du mien pour que les cosméteuses s'y retrouvent avec tes infos plus claires que les miennes (hihihi) si tu es d'ac?
    BIses ma belle

    Posté par lili bulle, 02 décembre 2009 à 13:39
  • Pas de problème pour le lien...

    Posté par bluetansy, 02 décembre 2009 à 16:10
  • Ha ha! Je savais bien qu'il me manquait des infos, que ferait-on sans tes "remises à jour"?!? ^^
    Non, sans déconner, je me rends compte que les fournisseurs qu'on a en France (je ne citerais pas), du moins pour certains, mentent littéralement. Je suis pas la seule à mettre posé la question pour AZ. Faut-il tout revérifier? Maintenant, je comprends que certaines émulsions ne prennent pas et pour cause... Bon, bah migraine hein alors je vais aller humer mes HE moi!
    Merci pour tes partages Blue

    Posté par Emily, 02 décembre 2009 à 17:55
  • Ha ha! Je savais bien qu'il me manquait des infos, que ferait-on sans tes "remises à jour"?!? ^^
    Non, sans déconner, je me rends compte que les fournisseurs qu'on a en France (je ne citerais pas), du moins pour certains, mentent littéralement. Je suis pas la seule à mettre posé la question pour AZ. Faut-il tout revérifier? Maintenant, je comprends que certaines émulsions ne prennent pas et pour cause... Bon, bah migraine hein alors je vais aller humer mes HE moi!
    Merci pour tes partages Blue

    Posté par Emily, 02 décembre 2009 à 21:23
  • merci Blue pour ce tres bon article que ferais-t-on sans toi???....j en parle sur le forum Faits Maison si tu permets?
    ....

    Posté par parfum, 02 décembre 2009 à 21:39
  • Fais à ta guise Madame Parfum !

    Posté par bluetansy, 02 décembre 2009 à 22:09
  • la polawax: Cetearyl alcohol+polysorbate 60 et polyvalente tres o/w ou w/o parceque la formule complete est plus complexe mais meme avec les deux premiers c'est deja pas mal voir tres stable ce n'est pas ma prefere a cause du polysorbate 60 tres instable avec H.essentielle et ce qui va suivre tres instable avec certains actifs en particuliers naturelle et detersifs ca reagit comme un savon sur la peau voila l'oublie d'Aromazone cela m'etonnerais mais bon c'est Cetearyl alcohol and polysorbate 60 + PEG150
    Biz
    Micoco

    Posté par Micoco, 10 décembre 2009 à 17:45
  • Alors la polawax NF est résolument eau dans huile en terme de type d'émulsion...Après elle est effectivement simple de mise en oeuvre et tolérante, et polyvalente sur le type de produits fabriqués.
    La compo de cette cire était sensée être top secrète et notée Emulsifying wax NF...et il semblerait au final (à ma grande surprise) que la super formule se résume à ces 2 ingrédients ! (attention il y a d'autres polawax, ça peut mélanger).

    Les émulsifiants capables de donner les 2 types d'émulsions ne sont pas courants...

    Posté par bluetansy, 10 décembre 2009 à 18:51
  • alors là , bravo , même si il y a encore qq trucs qui m'échape !!!!! grâce à ton article blue , le mystere des émulsions devient plus clair , merci

    Posté par feerose, 13 décembre 2009 à 10:59
  • renseignement

    Bonjour,
    j'ai besoin d'une lumière rapide ... en matière de cosmétique fait maison. Il y a quelques temps j'ai fait une crème... elle a eu du succès. J'ai donc recommencé la même recette à plusieurs reprises et à chaque fois, j'ai vu apparaître quelques jours plus tard un liquide transparent au fond de ma crème. Pourquoi ?

    Posté par marine, 17 avril 2014 à 22:49
  • Génial l'article. c'est très claire et précis à la fois!
    Merci!!

    Posté par kyoken28, 15 février 2016 à 16:40

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