La formulation

Présentation générale

Construire un cahier des charges

Principes de formulation et matières pre-

mières

1. La formulation

La lecture de l’emballage d’une pâte dentifrice nous indique qu’il est constitué des produits suivants : gomme de xanthane, sorbitol, fluorure de sodium, silice, dioxyde de titane, menthol, etc. Il s’agit d’une formule, c’est-à-dire un mélange de substances permettant d’obtenir ce produit commercial. Afin d’obtenir une telle formule, il a d’abord fallu définir les besoins du client (cahier des charges). Il a ensuite fallu choisir les ingrédients susceptibles de répondre au cahier des charges, puis déterminer leurs proportions (élaboration de la formule). Puis, il a fallu fabriquer le produit, ce qui demande de maîtriser des techniques spécifiques à la formulation (dispersion, broyage, filtration, émulsification, etc.). Enfin, il a fallu contrôler le produit afin de vérifier sa conformité au cahier des charges. Savoir formuler, c’est être capable de mettre en œuvre ces différentes étapes ... de manière à satisfaire le client !

Sur le plan économique, la formulation est associée au secteur de la parachimie 1. Ce secteur est le plus important parmi les secteurs liés à la chimie (en chiffre d’affaire, voir

figure 1.1. La formulation correspond à deux domaines, les produits chimiques destinés à la consommation, et les spécialités.). Il est en perpétuelle évolution en raison de deux facteurs : l’importance de l’innovation d’une part, due aux nouveaux besoins des clients (produits plus faciles à utiliser, plus esthétiques, etc.), et aux nouvelles possibilités offertes par les avancées technologiques (matériaux intelligents, nanotechnologies, etc.). D’autre part la prise de conscience des enjeux environnementaux (règlementation) conduit les industriels à modifier leurs formules de manière à obtenir des produits plus respectueux de l’environnement et moins dangereux pour les utilisateurs.

1.1 Présentation générale

1.1.1 Définitions

Les produits formulés sont destinés à remplir une fonction principale, appelée fonction d’usage (ex : laver du linge, peindre une voiture, hydrater la peau, etc.). Contrairement à la synthèse chimique, on évite en formulation que les produits réagissent entre eux lors

1. En réalité, il faudrait également y adjoindre la formulation des produits pharmaceutiques (galé-

nique), ainsi que les cosmétiques, qui ne sont pas considérés comme faisant partie de la parachimie.

8 Chapitre 1. La formulation

Figure 1.1 – Ventes de l’industrie chimique européenne en 2015 par secteur (Source : Cefic Chemdata International 2016)

du mélange, puis lors du stockage et de la préparation. La réaction éventuelle doit se produire précisément au moment où le produit remplit sa fonction d’usage (réactivité retardée).

Définition 1.1.1 — Formulation. Ensemble des opérations mises en œuvre lors du

mélange ou de la mise en forme d’ingrédients (matières premières), souvent incom-

patibles a entre eux, de façon à obtenir un produit commercial caractérisé par sa

fonction d’usage (ex : laver du linge, soigner un malade, peindre une voiture, etc.).

a. Nous considérerons par la suite que l’incompatibilité entre deux substances désigne leur non

miscibilité.

R De manière simple, la formulation est la science des mélanges, de la coexistence de

substances chimiques sans réaction.

Trois cas se présentent généralement :

• Invention : création d’une nouvelle formule ; travail de recherche et développement

qui peut demander plusieurs mois. Les exigences du cahier des charges peuvent, en cours d’étude, être modifiées/négociées avec le client qui apporte son aide, ou le responsable produits/production.

• Amélioration d’une formule existante : celle-ci peut s’avérer nécessaire pour

diverses raisons, telles que l’optimisation du rapport performances / prix, la substi-tution de matières premières (produit plus disponible par exemple), l’adaptation à la législation (suppression d’un constituant toxique, ou réduction de sa teneur). Dans le meilleur des cas, une dizaine d’essais permettent de trouver le bon compromis.

• Adaptation d’une formule : par exemple, une formule est utilisée en production

dans une filiale étrangère, cependant une matière première n’est pas disponible ou autorisée, ou bien les matériels d’application sont différents des autres filiales, etc. (cahier des charges différent).