Chauffage, endommagement et exsudation des matériaux semi-cristallins à base de corps gras

摘要

Les matériaux hétérogènes constitués d'inclusions liquides dans une matrice solide se rencontrent dans l'industrie agroalimentaire (chocolat), l'industrie cosmétique (rouges à lèvres) ou l'industrie des revêtements routiers (asphaltes) et présentent une grande sensibilité aux perturbations d'origine thermique ou mécanique. Le chauffage entre 20°C et 40°C des matériaux solides à base de corps gras ou de triglycérides (beurre de cacao) provoque ainsi une fusion partielle des microcristaux avec pour conséquence une migration des huiles et une dégradation de la surface (phénomène de blanchiment gras). Des analyses rhéologiques couplées à des expériences de diffusion des rayons X ou de diffusion dynamique de la lumière ont permis de suivre les évolutions du polymorphisme et de la microstructure du beurre de cacao solide soumis à une perturbation thermique. Un ramollissement transitoire du matériau caractéristique de l'endommagement de la matrice solide se produit ainsi lors du chauffage isotherme ce qui occasionne la formation de gouttes éparses en surface, puis des processus de recristallisation conduisent au retrait total des gouttes et au recouvrement des propriétés élastiques. Les observations indiquent un processus non linéaire d'endommagement du matériau soumis à une perturbation thermique. Un modèle phénoménologique de prolifération de fissures métastables et de percolation d'invasion des poches liquides permet de rendre compte de la migration des huiles lors du chauffage du matériau solide / liquide. Dans le cadre de cette approche, la propagation lente des fissures dans la matrice solide et la croissance hors équilibre des amas de sphères liquides susceptibles de crever la surface provoquent une exsudation. La recristallisation de la fraction solide fondu lors du chauffage isotherme et le drainage du fluide a travers le réseau de pores occasionnent le retrait complet des gouttes mais un dépôt de résidus cristallins contribue au phénomène de blanchiment gras.