Soutenance mémoire
Les différentes épreuves de qualification sensorielle
Il convient avant tout d’expliciter la différence terminologique considérée ici entre une épreuve (ou un test) et une méthode. Une épreuve définit un exercice dont le résultat permet de qualifier certains attributs sensoriels d’un ou plusieurs produits. Classiquement, il est possible de recourir à différents types d’épreuves en analyse sensorielle. Ces épreuves comparatives peuvent être déclinées selon le niveau de qualification visé : discriminer, répartir ou décrire les produits [10]. Les mesures hédoniques sont rejetées du spectre de ces études. L’objectif ici est en effet de caractériser la perception d’un produit en fonction de ses propriétés physiques intrinsèques sans tenir compte de la sensation de bien-être.
Les méthodes, quant à elles, décrivent une façon de réaliser cette épreuve. Par exemple, il est possible de réaliser le profil sensoriel d’un produit en suivant une méthode Spectrum® : l’épreuve est alors de construire le profil descriptif quantitatif en suivant un protocole normalisé (Spectrum®) parmi ceux existants. Un autre exemple issu des mathématiques peut être donné : il est possible d’inverser une matrice (l’épreuve) par une méthode de pivot de Gauss ou par une méthode des cofacteurs.
Qualification par discrimination
Les épreuves de discrimination permettent d’évaluer la dissemblance ou la ressemblance entre deux produits. D’un point de vue pratique, leur intérêt réside dans l’évaluation de la perception du remplacement ou de la modification de la concentration d’un ingrédient dans une formulation. Elles sont très utilisées dans le domaine agroalimentaire par exemple, dans un objectif d’optimisation des coûts d’une recette. Dans le domaine des cosmétiques, les épreuves les plus utilisées sont:
● Les comparaisons par paire : il est demandé au sujet de désigner parmi deux produits présentés simultanément celui dont un attribut donné est le plus intense. C’est le test le plus simple à mettre en œuvre tant que le nombre de produits à caractériser reste faible. Sa trivialité se traduit par une moindre fatigue sensorielle chez le volontaire. Outre la perceptibilité d’une différence, cette méthode permet de sélectionner, d’entraîner et de valider les performances des sujets d’un panel.
● Les essais triangulaires : le sujet doit identifier quel produit, parmi trois présentés simultanément, est différent des deux autres. Il est particulièrement utilisé lorsque la nature de la différence supposée est inconnue, ou pour la sélection et l’entraînement des panelistes.
● les essais duo-trio : après présentation d’un échantillon de référence, le paneliste est supposé retrouver parmi deux produits présentés simultanément lequel est identique à celui de référence et lequel est différent. Ces essais sont utilisés pour retrouver une différence entre un échantillon donné et une référence, typiquement pour des standards de production avec évaluation régulière.
● Les essais « A / Non-A » : après un entrainement à l’identification de A, le sujet a pour objectif de reconnaître quels produits sont de type A dans une série d’échantillons dont l’ordre est aléatoire. Cette méthode permet d’identifier une similitude lorsque les échantillons à repérer ne sont pas strictement identiques pour des raisons de production. Elle est particulièrement efficace avec des produits évoluant légèrement au cours du temps.
Qualification par répartition
Les épreuves de répartition sont utilisées pour distribuer un ensemble de produits dans des catégories, des classes, et éventuellement pour les situer sur une échelle. Pour ces tests, les échelles de mesure et de notation n’ont pas de rapport, il n’est donc pas possible de considérer les réponses des sujets comme étant significatives d’une quelconque différence quantifiée de la perception. Par degré de qualification des attributs sensoriels, se trouvent :
● La catégorisation qui est l’étape de base d’un test de répartition et consiste à trier les produits dans des catégories préalablement définies par des critères spécifiques. Les échantillons sont étiquetés par rapport aux catégories dont ils sont typiques. Par exemple dans le domaine alimentaire, il est possible de demander aux panelistes d’identifier le cépage d’un vin, ou d’en catégoriser les défauts.
● La classification qui est une catégorisation incluant une notion de qualité d’un des attributs sensoriels évalués. En reprenant l’exemple précédent des défauts d’un groupe de vins, la première classe ne présente pas de défauts, la seconde en présente de légers, etc. Dans cette répartition, seul l’ordre des classes a de l’importance. La classification peut prendre en compte l’intensité de cet attribut (par exemple la douceur d’une lotion). Dans ce cas, l’épreuve est une classification par rang.
● Enfin, la notation qui est une classification attendant de l’évaluateur qu’il donne un ordre de grandeur d’un attribut donné. Elle est utilisée pour évaluer l’intensité des attributs ou du degré de différence avec un produit de référence. Ce dernier aspect en fait un outil de contrôle qualité mais c’est le premier pas vers la quantification des propriétés organoleptiques.
En cosmétique, ces épreuves ne sont pas véritablement utilisées, on y préfère les tests de description qui sont porteurs de plus d’informations, et permettent d’évaluer par la même occasion un nombre plus conséquent d’attributs que la simple notation.
Qualification par description
Les épreuves de description sont celles qui fournissent le plus d’informations mais demandent l’investissement financier et temporel le plus important. Elles cherchent en effet à caractériser qualitativement et quantitativement un ou plusieurs attributs sensoriels afin de donner une description exhaustive des produits considérés. Ces tests sont généralement menés sur des gammes de produits afin de comparer l’impact sur leur sensorialité du changement d’un ingrédient lors de la formulation, ou pour comparer tout un groupe de produits en développement par exemple. D’abord utilisés dans le domaine agroalimentaire, il faut attendre les années 1970 pour voir ces méthodes appliquées aux cosmétiques [11]. Dans ce domaine industriel, les épreuves retenues sont celles de profils sensoriels descriptifs quantitatifs. Ce sont d’ailleurs les seules citées par l’AFNOR dans son guide d’analyse sensorielle appliqué à la cosmétique [12]. Plusieurs méthodes coexistent pour réaliser une épreuve d’évaluation du profil descriptif quantitatif [13]. Ces méthodes sont issues soit de travaux propres à des institutions privées (par exemple Quantitative Descriptive Analysis® [14] ou Spectrum® [15]), soit d’organismes de normalisation tels que l’ASTM [16] ou l’AFNOR [10].
Ces méthodes se déroulent en général en cinq étapes :
(i) La définition du corpus de produits à caractériser. Ce choix est libre et dépend de l’objectif final du profilage de la gamme de produits. Cependant, il est conseillé de travailler avec des produits bien discriminés.
(ii) Le choix du panel qui a vocation à constituer un échantillon représentatif. Le choix des sujets est normalisé par l’AFNOR [17]. En cosmétique, le nombre de sujets oscille entre dix et vingt, ce qui peut introduire un biais important d’échantillonnage relativisant la représentativité du panel.
(iii) La génération du lexique de descripteurs et du mode d’évaluation. Le principe est de choisir les termes du vocable sur lesquels vont s’exprimer les panelistes et les protocoles permettant de les évaluer (préparation de la peau, moyens de prélèvement, mouvement à effectuer, etc.). Chaque terme est appelé descripteur et possède son propre protocole. Par ailleurs, il est possible de fixer un référentiel d’évaluation en incluant dans l’étude un groupe de produits de référence qui borne l’échelle de notation de chaque descripteur. Le nombre de descripteurs est généralement limité à une dizaine afin de limiter la fatigue sensorielle générée par l’épreuve. En instrumentation, cette étape revient à définir les éléments significatifs de la mesure et à fixer la dynamique de mesure, c’est-à-dire l’amplitude maximale mesurable pour chaque grandeur.
(iv) L’entrainement du panel pour bien appréhender les descripteurs et le référentiel associé. C’est une étape particulièrement longue qui peut nécessiter jusqu’à plusieurs dizaines d’heures d’entrainement. Elle permet d’évaluer la performance du panel sur ses capacités de discernement et de répétabilité. En instrumentation, ceci correspond à l’étape de calibration à l’aide d’étalons.
(v) L’évaluation sensorielle des produits au terme de laquelle le profil sensoriel descriptif de la gamme de produits est construit. Ce profil se présente généralement sous la forme d’un graphique polaire permettant de discriminer d’un simple regard les produits possédant des caractéristiques sensorielles exacerbées par rapport à la moyenne de la gamme. Cette dernière étape peut être doublée d’une validation des performances des sujets en incluant par exemple des produits de référence connus.
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Table des matières
INTRODUCTION
Chapitre 1 Accéder aux propriétés organoleptiques : des sens aux instruments
1.1 Les différentes épreuves de qualification sensorielle
1.1.1 Qualification par discrimination
1.1.2 Qualification par répartition
1.1.3 Qualification par description
1.2 L’analyse de la texture par évaluation au toucher
1.3 L’analyse sensorielle instrumentée : un pont entre physique et sensation
1.4 Une mesure physique adaptée : introduction à la microrhéologie ultrasonore
1.4.1 Extraction des grandeurs microrhéologiques par impédancemétrie
1.4.2 Modélisation électrique à éléments localisés associée
1.4.3 Extraction des paramètres du modèle par ajustement complexe
1.5 En conclusion : Relier l’instrumentation à l’analyse sensorielle, l’enjeu de la thèse
Bibliographie du chapitre 1
Chapitre 2 Caractériser la structure des cosmétiques : la rhéologie multi-échelle
2.1 Les produits cosmétiques : des milieux complexes évolutifs
2.2 Nouvelle approche multi-échelle en µrhéologie pour étudier la viscoélasticité de la matière molle
2.2.1 Formalisme fractionnaire pour la rhéologie ultrasonore multifréquence
2.2.2 Effets de masse et effets viscoélastiques
2.2.3 Validation du modèle fractionnaire complet par suivi d’un procédé sol-gel
2.3 Application à l’analyse multi-échelle de produits cosmétiques
2.3.1 Caractéristiques des produits et conditions expérimentales
2.3.2 Étude de la caractérisation microrhéologiques des produits
2.3.3 Relations entre les propriétés rhéologiques macroscopiques et microscopiques
2.4 L’étude des produits seuls : une piste prometteuse mais sûrement incomplète
Bibliographie du chapitre 2
Chapitre 3 Rechercher la signature physique des propriétés organoleptiques
3.1 Caractéristiques organoleptiques des produits étudiés
3.1.1 Types des données sélectionnées pour l’objectivation
3.1.2 Données sensorielles issues d’analyse descriptive quantitative
3.1.3 Données sensorielles issue d’une analyse exploratoire
3.2 Signer les descripteurs sur produits seuls
3.2.1 Preuve du potentiel de la microrhéologie pour relier l’instrumental et le sensoriel
3.2.2 Mise en évidence des limitations impliquées par le choix de l’évaluation sensorielle
3.2.3 Tentative d’identification de grandeurs significatives à partir des bornes sensorielles
3.3 Signer les descripteurs à l’aide des interactions produit/peau, une perspective
3.3.1 La peau, un matériau viscoélastique multicouche
3.3.2 Microrhéologie des interactions produit/peau
3.3.3 Application à l’objectivation sensorielle
3.4 Vers une mutation de la mesure et de la modélisation de la sensorialité pour l’objectivation sensorielle
3.4.1 Grandeurs microrhéologiques en lien avec l’émollience
3.4.2 Grandeurs microrhéologiques en lien avec la notion de frais, non-frais
3.4.3 Grandeurs microrhéologiques en lien avec la notion de pénétrant
Bibliographie du chapitre 3
La caractérisation multiphysique comme outil d’objectivation
Annexes
A. Banc de mesure microrhéologique pour fluides complexes
B. Banc de mesure microrhéologique ex vivo
B.1 Conception de la cellule de mesure assurant le maintien en survie
B.2 Adaptation du banc de mesure microrhéologique
B.3 Preuve de la validité du concept : suivi des propriétés mécaniques d’explants congelés
Valorisation des travaux de recherche
CONCLUSON
