Analyse de la viscoélasticité

L’analyse de la viscoélasticité permet d’étudier le comportement mécanique des matériaux présentant à la fois des propriétés élastiques, caractéristiques d’un solide, et des propriétés visqueuses, typiques d’un fluide. Cette double nature est essentielle pour comprendre la réponse d’un produit lorsqu’il est soumis à une contrainte, qu’elle soit lente, rapide, cyclique ou oscillatoire. Cette analyse est largement utilisée dans les secteurs de la cosmétique, de l’alimentation humaine, des matériaux polymères, de la nutrition animale, ainsi que dans les applications impliquant des gels, crèmes, pâtes ou matériaux déformables.

Enjeux et principes de l’analyse viscoélastique

Les propriétés viscoélastiques influencent directement la texture, la stabilité, la mise en forme, la résistance mécanique, la sensorialité ou la tenue d’un matériau dans son usage final. Comprendre ces paramètres permet d’anticiper le comportement du produit dans des conditions réelles : application sur la peau, extrusion, pompage, malaxage, étalement ou encore vibration mécanique. L’analyse viscoélastique permet notamment d’identifier la dominance élastique ou visqueuse d’un matériau, de déterminer son comportement en fonction de la fréquence d’application d’une contrainte, et d’observer l’évolution de ses propriétés en température ou dans le temps.

Méthodes analytiques : rhéométrie et DMA

La technique de référence pour l’étude de la viscoélasticité est la rhéométrie en mode oscillatoire. À l’aide d’un rhéomètre, une contrainte oscillatoire est appliquée au matériau, permettant de mesurer deux paramètres fondamentaux. Le module élastique G’, qui traduit la capacité du matériau à stocker l’énergie, et le module visqueux G’’, qui reflète la dissipation d’énergie sous forme de fluage. L’angle de phase δ indique si le matériau se comporte davantage comme un solide ou comme un fluide. D’autres paramètres tels que la limite d’élasticité, le facteur de perte ou les transitions mécaniques peuvent également être déterminés.

La DMA (Dynamic Mechanical Analysis) complète l’analyse en appliquant une contrainte dynamique sur des matériaux solides ou semi-solides afin d’étudier leur comportement en fonction de la température, de la fréquence ou du temps. Elle permet de caractériser des transitions mécaniques, d’évaluer les températures de relaxation, ou d’étudier le vieillissement ou la fragilisation de polymères.

Matrices analysées et applications industrielles

L’analyse de la viscoélasticité s’applique à une grande variété de produits. Dans l’alimentation humaine, elle est utilisée pour évaluer la texture des gels, pâtes, confiseries ou produits extrudés. En cosmétique, elle renseigne sur la consistance, la stabilité et la sensorialité des crèmes, gels, baumes et lotions. Dans les polymères, elle permet de comprendre le comportement des matériaux fondus, leur aptitude à l’extrusion ou leur résistance mécanique en température. Elle peut également être utilisée pour les mousses, adhésifs souples, formulations techniques ou produits à haut taux de solides.

Les industriels y ont recours pour optimiser des formulations, comparer des lots, améliorer la stabilité du produit ou adapter des procédés de fabrication. L’analyse aide également à corréler les données mécaniques avec les perceptions sensorielles, un atout essentiel dans les secteurs alimentaires et cosmétiques.

Accompagnement YesWeLab

YesWeLab travaille avec un réseau de laboratoires spécialisés en rhéologie, caractérisation mécanique et analyse des matériaux, reconnus pour leur expertise et accrédités selon les normes en vigueur, notamment ISO 17025 et COFRAC. Grâce à notre plateforme digitale, les industriels peuvent centraliser leurs analyses, suivre l’avancement de leurs échantillons, récupérer leurs résultats et bénéficier de l’accompagnement de notre équipe scientifique. Nous déterminons avec vous le protocole le plus adapté, sélectionnons les paramètres d’essai pertinents et vous aidons à interpréter les résultats dans le cadre de vos enjeux de formulation, de production ou de contrôle qualité.

Depuis 2020, YesWeLab accompagne de nombreux fabricants, formulateurs, bureaux d’études et industriels des secteurs alimentaire, cosmétique et polymères dans leurs besoins en analyses viscoélastiques.

Autres analyses du catalogue YesWeLab

• Analyse rhéologique complète
• Mesure de la viscosité apparente
• Détermination de la cohésion des poudres
• Études de stabilité et vieillissement des matériaux