Sensory engineering method for the formulation of cosmetic products, application to lipstick

: Le rouge à lèvres est un produit incontournable du marché des cosmétiques. C’est un produit de formulation complexe et aux fonctionnalités multiples, parmi lesquelles la sensorialité est centrale et dépend principalement des corps gras mis en œuvre. Face à la multiplicité des ingrédients disponibles et aux pratiques de formulation s’appuyant largement sur l’expertise empirique des formulateurs, cette thèse répond à une problématique industrielle de mise en place d’une méthodologie de formulation raisonnée pilotée par la fonctionnalité sensorielle. Mettre en place une telle démarche d’ingénierie sensorielle nécessite d’intégrer la connaissance des liens entre la formulation, la structure et les fonctionnalités du produit. Pour ce faire, nous avons proposé une démarche en sept étapes, s’appuyant sur la réalisation d’une formule simplifiée et réaliste. Ce système a permis de structurer une approche hypothético-déductive concernant le rôle de différentes catégories d’ingrédients sur les propriétés sensorielles du produit. Nous avons ainsi pu montrer que les huiles et les cires ont un rôle majeur sur ces propriétés. Les huiles affectent principalement le glissant, le fondant, l’huileux, la douceur, le collant et la présence sur les lèvres. Les cires, quant à elles, ont une influence sur l’opacité et la quantité de rouge à lèvres déposé. Ce travail s’appuie sur une compréhension approfondie des mécanismes physicochimiques à l’origine de la structure du rouge à lèvres, observée à différentes échelles, et des propriétés résultantes. Enfin, sur deux cas concrets d’ingénierie inverse, nous avons validé cette démarche ainsi que les relations entre les propriétés des ingrédients, la structure et les propriétés mécaniques et sensorielles du rouge à lèvres.Lipstick is a must-have product of the cosmetics market. It is made from a complex formulation and it has multiple functionalities, among which the sensoriality is central and depends mainly on fats and oils used. Given the multiplicity of available ingredients, formulation practices are largely based on the formulators’ empirical expertise. In this industrial context, this thesis aims at setting up a reasoned formulation methodology driven by the sensory functionality. Implementing such a sensory engineering approach requires integrating knowledge of the relationships between formulation, structure and product functionalities. In order to do this, we proposed a seven-step approach, based on the realization of a simplified and realistic formula. This system allowed to structure a deductive reasoning approach concerning the role of different categories of ingredients in the sensory properties of the product. Thanks to this approach, we have shown that oils and waxes have a major role in these properties. The oils mainly affect the slipperiness, the melting quality, the oiliness, the softness, the stickiness and the presence on the lips. Waxes, on the other hand, have an influence on the opacity and the amount of lipstick deposited. This work is based on a thorough understanding of the physicochemical mechanisms at the origin of the structure of lipsticks, observed at different scales, and of the resulting properties. Finally, we validated this approach, as well as the relationships between the properties of the ingredients, the structure and the mechanical and sensory properties of lipsticks, on two concrete cases of reverse engineering