2009 RABEAU S

2009 RABEAU S

AVERTISSEMENT Ce document est le fruit d’un long travail approuvé par le jury de soutenance et mis à disposition de l’ensemble de la communauté universitaire élargie. Il est soumis à la propriété intellectuelle de l’auteur au même titre que sa version papier. Ceci implique une obligation de citation et de référencement lors de l’utilisation de ce document. D’autre part, toute contrefaçon, plagiat, reproduction illicite or 226 Sni* to View entraine une poursuite pénale. contact SCD INPL: m LIENS Code de la propriété . fr 22. 4 code de la propriété intellectuelle.

Articles L 335. – L 335. 10 http://www. cfcopies. com/V2/leg/leg_droi. php http://www. culture. gouv. fr/culture/infos-pratiques/droits ‘protection. htm Ecole Nationale Sup erieure des Industries Chimiques Ecole doctorale RP2E Etude d’un proc ‘ e continu de microencapsulation bas e sur un microm Mark Twain 6 Remerciements Le travail présenté dans ce mémoire a été effectué au sein du groupe « Génie des Procédés Microstructurés » CGPM) du Laboratoire des Sciences du Génie Chimique (LSGC, IJMR CNRSINPL 6811, Nancy-université).

Je remercie premièrement Monsieur Laurent Falk, Directeur de echerche au LSGC, de m’y avoir accueillie. Je lui suis particulièrement reconnaissante pour avoir suivi ce travail durant ces trois années, mais également pour les conseils scientifiques qu’il

Désolé, mais les essais complets ne sont disponibles que pour les utilisateurs enregistrés

Choisissez un plan d'adhésion
m’a apporté. Je tiens tout particulièrement à remercier Madame Céline Frochot, Chargée de recherche CNRS au Département de Chimie-Physique des Réactions, pour ses précieux conseils durant toute l’étude par spectroscopie de fluorescence, m’avoir aidé au cours de la rédaction de ma thèse.

Son soutien m’a été d’un grand réconfort. Pour l’honneur qu’il m’a fait en acceptant de présider cette thèse, ‘adresse ma gratitude ? Monsieur Eric Favre, Professeur à L’ENSIC. Je tiens également ? remercier Madame Stéphanie Briançon et Madame Nathalie Le Sauze pour avoir accepté la tâche de rapporteurs. Encore merci à l’ensemble des membre du jury pour le soin avec lequel ils ont examiné ce manuscrit et pour la pertinence de leurs remarques et commentaires.

J’adresse mes remerciements à Monsieur Fabien Vosgin pour son aide pour la réalisation de voudrais également remercier Lenaig et Adeline pour leur contribution à ces travaux au cours de leur stage au laboratoire. n grand merci à tous mes collègues passés et présents avec qul j’ai passé de très bons moments avec une pensée particulière pour les locataires du CEGEP • Hélène, Sophie, Yan, Olivier(s), Guillaume, Guillain, Georges et qui ont su mettre une bonne ambiance dans le bureau : Abdoulaye, Meryem, Pascal et Stefen.

Je ne saurais également oublier tous les membres du laboratoire qui ont, de près ou de loin, contribué à l’accomplissement de ces travaux. Enfin, un grand merci du fond du cœur à mes proches, et plus particulièrement à mes parents et ? Thomas qui m’ont toujours aidé, soutenu et supporté tout au long de ces années. 7 Résumé Cette étude se concentre sur l’influence des conditions hydrodynamiques et de mélange sur les caractéristiques de microcapsules obtenues par inversion/ précipitation.

Ce processus est classiquement exécuté dans une cuve agitée alors qu’il a été montré que l’exécution de procédés de fabrication de produits chimiques peut être améliorée en utilisant des microtechnologies en raison du meilleur contrôle hydrodynamique et de l’intensification des échanges de chaleur et de ?valués en terme de propriétés de capsules (la distribution de taille, l’épaisseur de membrane, refficacité d’encapsulation et la cinétique de libération). Il a été montré que le micromélangeur offre une vaste gamme de conditions de fonctionnement.

Mots clés : Microsphères, Polyméthylméthacrylate (PMMA), Tétrahydrofurane (THF), Microréacteur Abstract This study focuses on the influence of the hydrodynamic and mixing conditions on the characteristics of microcapsules obtained by inversion/precip’tation. This process is classically run semi-batch stirred tank while it has been shown that the erformance of chemical product manufacturing processes can be improved by using microtechnologies due to better hydrodynamic control and intensification of mass and heat exchanges.

Therefore, in order ta evaluate the potential beneflt ofthese new technologies, microcapsules of perfume in PMMA have been manufactured by phase inversion/precip’tation (system THB/ Water) in a classical semi-batch stlrred tank, in a structured mixer and in a V-Type micromixer (FZK). The three process is evaluated in term of capsules properties (size distribution, membrane thickness, encapsulation efficiency nd release rate). It is shown that micromixer offers a Wide range of operating conditions.

Key words : Microspheres, Polymethylmethacrylate (PM MA), Tetrahydrofuran UHF), Microreacteur 9 10 Table des matières l’émulsification 32 . 3 Microréacteurs 40 1. 4 Formation de la membrane 46 1. 5 Cinétiques de libération du principe actif. 59 2 Matériels et Méthodes : caractérisation des équipements et des produits 67 2. 1 Matières premières . 69 2. 2 Protocoles opératoires .. 4. 5 Concluslon 5 Discussion 157 5. 1 159 Conclusion…. . 156 Temps d’action des conditions hydrodynamiques en cuve agitée . Calcul de l’évolution de l’épaisseur de la membrane en fonction du temps 164 5. 3 Etude de la rupture de la phase dispersée 168 5. 4 Corrélation déterminant le diamètre final des capsules . 5. 5 . 176 . 77 Conclusion et perspectives 178 la matrice Concentration en PMMA Nombre de capillarité Diamètre de la cuve Diamètre des gouttes Diamètre de l’agitateur Coefficient de diffusion mutuelle des composés entre le solvant et le non-salvant Coefficient de déformation de la goutte Diamètre de Sauter ou diamètre en volume Diamètre en poids ( en masse) Diamètre Diamètre des capsules

Diamètre hydraulique Diffusivité de l’espèce i Diamètre du tuyau d’injection Diamètre maximum des gouttes sous agitation Coefficient de diffusion du PA Coefficient de diffusion du THF dans le PMMA Coefficient de diffusion du solvant dans le polymère Coefficient de diffusion du solvant dans l’eau Diamètre du tuyau en sortie du micromélangeur Diamètre du tuyau en verre du mélangeur deux temps mol. L-1 mol. L- mol. L mol. L— transmise Intensité incidente Flux volumétrique de l’espèce i Facteur de proportionalité Coefficient de transfert externe Coefficient de transfert massique du composé i dans PC

Constante d’évaporation Axe principale de la goutte Epaisseur caractéristique de la membrane de la capsule Longueur des pales Largeur des canaux Coefficient phénoménologique Coordonnée mouvante Masse perdue au bout de 4h Masse molaire du PMMA Masse d’agent actif libérée au temps t Masse totale d’agent actif Nombre de canaux par plaque Nombre de plaque par passage par fluide Vitesse d’agitation Nombre de puissance Nombre de viscosité Pression Rapport des viscosités Pression mesurée dans la voix 1 Pression mesurée dans la voix 2 Pression en sortie Pente de désorption Pression totale 2 . -l continue Vitesse en aval du micromélangeur Volume Vitesse du front de déplacement Volume apparent Volume de phase dispersée Volume du réservoir Volume total de la phase continue Volume de vide Volume partiel molaire du composé i Hauteur des pales Nombre de Weber position de l’interface Fraction massique du composé Fraction de variation volumique de la phase dispersée m3 . s—l ml. min-l ml. min—l j. mol—l min m. s-l Description 16 Solvant Non-solvant w. Kg -1 P as—l J. mol-l kg. m—3 kg. m -3 kg. m-3 kg, rn—3 N. m—l N. m—2 m. s—l Indice Description