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Korahé Cahiers · Pensée stratégique
Note d'état de l'art

Du HLD au HLD normalisé,
ce que la chimie a changé

Les travaux récents de Jean-Marie Aubry sur la normalisation de l'équation HLD ne remettent pas en cause l'Orbital Thinking. Ils en précisent la source, et ils en confirment le geste.

L'Orbital Thinking ne repose pas sur une métaphore chimique. Il repose sur un transfert structurel : la même physique de l'équilibre, des forces, des interfaces et des courbures, déplacée de la formulation des systèmes tensioactif-huile-eau vers la lecture des décisions et des organisations. Cette généalogie scientifique, je l'expose au chapitre premier du livre. Un lecteur attentif m'a posé la seule question qui pouvait l'ébranler : la science dont je tire ces concepts a-t-elle bougé depuis que j'ai quitté le laboratoire ? Je suis retourné aux sources. Voici l'état de l'art mis à jour, et le verdict.

I

Ce que l'Orbital Thinking emprunte

Au centre d'une formulation, une molécule à double affinité, le tensioactif, occupe l'interface entre deux phases qui sans elle se sépareraient. Sa position détermine le comportement du système entier. Dans les années 1970, sous la pression de la crise pétrolière, Salager et ses collaborateurs ont formalisé cette affinité sous la forme de la formulation optimale, puis d'une grandeur adimensionnelle, le HLD (Hydrophilic-Lipophilic Deviation), qui pour un tensioactif non ionique s'écrit :

Équation HLD, forme non ionique HLD = (α − EON) + bS − kACN + a·A + t·ΔT

Trois lectures de cette équation sont devenues le socle de ma pensée. D'abord, le tensioactif n'est pas un terme neutre : il est déjà une soustraction, une tension interne entre l'affinité pour l'huile et l'affinité pour l'eau. Le noyau d'un système porte en lui son propre déséquilibre. Ensuite, chaque terme est le produit d'une constante intensive, qui mesure la sensibilité du système, et d'une variable extensive, qui mesure l'ampleur de la perturbation : un même sel peut être invisible pour un acteur et dévastateur pour un autre, non parce que l'événement diffère, mais parce que la constante de couplage diffère. Enfin, la taille n'est pas la masse : le caryophyllène, sesquiterpène à quinze carbones, se comporte dans le système comme l'hexane, qui n'en a que six. La masse apparente n'est pas la masse réelle. Cette dernière démonstration, je l'ai établie expérimentalement dans ma thèse, puis publiée.

II

La généalogie, datée précisément

La lignée est limpide et continue. Winsor décrit dès 1954 l'équilibre des interactions à l'interface par son ratio R. Salager, Morgan, Schechter, Wade et Vasquez formalisent la formulation optimale en 1979. La forme adimensionnelle générale, l'équation aujourd'hui connue sous le nom de HLD, est publiée par Salager, Márquez, Graciaa et Lachaise en 2000, puis exposée en français par Salager, Antón, Andérez et Aubry en 2001. L'échelle EACN, qui range les huiles selon leur comportement et non selon leur taille, est revisitée par Queste, Salager, Strey et Aubry en 2007, puis étendue aux parfums dans mes propres travaux de 2009 et 2010. En parallèle, Acosta et ses collègues relient le HLD à la courbure nette de l'interface par le modèle NAC. Tout ce que le livre mobilise appartient à cette chaîne, et rien dans cette chaîne n'a été démenti.

III

La normalisation de 2020, et ce qu'elle ne touche pas

Voici la mise à jour réelle. En 2020, Aubry, Ontiveros, Salager et Nardello-Rataj proposent le HLD normalisé, le HLDN. Le principe est de diviser l'équation par le coefficient de couplage K, de sorte que le nombre de carbones de l'huile reçoive un coefficient unité, et que le tensioactif soit décrit par un paramètre propre, transférable, indépendant de sa nature ionique ou non ionique. L'année suivante, Salager établit que cette expression normalisée est nécessaire pour lever la confusion née de la coexistence d'échelles différentes près de la formulation optimale, et la grande synthèse de 2022 inscrit explicitement la discipline dans une trajectoire qu'elle nomme elle-même From Winsor to HLDN. Continuité, donc, et non rupture.

Le point décisif tient en une phrase : la normalisation change l'échelle, pas la structure. Les régimes de Winsor I, II, III et IV demeurent intacts. Le point HLD = 0 reste l'optimum, là où l'interface est plane, la tension interfaciale minimale et le système triphasique. Mieux : les développements les plus récents prolongent ce cadre vers mon terrain d'origine. Le HLDN sert aujourd'hui à concevoir des nano-émulsions à partir de tensioactifs biosourcés comme le diglycéryléther (Delforce et collaborateurs, 2023), à caractériser l'EACN des bruts et des huiles modèles (Lemahieu et collaborateurs, 2024) et à dessiner des tensioactifs sans éthoxylation pour échapper au dioxane (Lebeuf et collaborateurs, 2024). La source de mes concepts n'est pas une pièce de musée. Elle est vivante, et elle avance.

IV

Pourquoi cela ne remet pas en cause l'Orbital Thinking

Une normalisation est un changement de référentiel, opéré du côté de la source. Elle touche la paramétrisation de l'équation, ses coefficients, sa dépendance gênante en K. Elle ne touche pas la structure que l'Orbital Thinking transfère : l'équilibre de forces opposées, l'existence d'un point de bascule, le rôle du couplage, la courbure de l'interface. Cet isomorphisme est invariant par changement d'unités. Dit dans mon propre vocabulaire, le HLDN modifie le noyau apparent de l'équation, jamais son noyau réel. Et c'est le noyau réel que je déplace. Une chose qui se reformule sans se contredire ne peut pas réfuter ce qui ne dépendait que de sa forme invariante.

Il y a plus, et c'est ce qui transforme l'objection en confirmation. Tout l'objet de la normalisation est d'isoler un paramètre de couplage propre, transférable, débarrassé du bruit lié à la nature particulière du tensioactif. C'est exactement le geste épistémique que pose l'Orbital Thinking lorsqu'il abstrait la constante de couplage de sa chimie singulière pour la porter à l'échelle de la décision. La physico-chimie a fait, sur son équation, le mouvement que je fais sur la stratégie.

La normalisation isole un couplage intrinsèque, séparé du bruit propre au système. C'est le geste exact de l'Orbital Thinking, transposé de l'interface à la décision. Orbital Thinking, principe de couplage
Précision que je corrige

Sur l'attribution de l'équation HLD

La rigueur sur les dettes fait partie de la méthode. Dans la première édition, j'attribue la forme adimensionnelle du HLD à Jean-Marie Aubry. La généalogie exacte est la suivante : la formulation optimale revient à Salager et son groupe (1979), et la forme adimensionnelle générale, l'équation HLD proprement dite, est publiée par Salager, Márquez, Graciaa et Lachaise en 2000, le texte de référence en français étant cosigné par Aubry en 2001.

Les contributions de signature d'Aubry, celles dont je suis directement débiteur par ma thèse menée sous sa direction, sont la consolidation de l'échelle EACN par les diagrammes de Fish (2007) et la normalisation de l'équation (2020). La prochaine édition énoncera cette filiation au mot près. Reconnaître précisément d'où vient un outil n'affaiblit pas une pensée : c'est ce qui la rend solide.

Verdict

Tout est équilibre

Noyau réel de l'Orbital Thinking : intact. La généalogie scientifique : rafraîchie, et confirmée jusque dans ses publications de 2024. L'attribution de l'équation fondatrice : corrigée, sans dette inventée. Et la normalisation que je croyais devoir affronter se révèle, à l'examen, la même opération que celle que je décris depuis le premier chapitre. KORAHÉ tient sa lignée scientifique à jour parce qu'une institution intellectuelle se reconnaît à cela : elle ne fige pas sa source, elle la suit.

L'interface se déplace. La structure tient.

Références

Fondations (déjà citées dans l'ouvrage)
  1. P. A. Winsor, Solvent Properties of Amphiphilic Compounds, Butterworth, Londres, 1954.
  2. J.-L. Salager, J. Morgan, R. S. Schechter, W. H. Wade, E. Vasquez, Optimum formulation of surfactant-oil-water systems for minimum interfacial tension or phase behavior, Soc. Petrol. Eng. J., 19, 1979, p. 107-115.
  3. J.-L. Salager, N. Márquez, A. Graciaa, J. Lachaise, Partitioning of ethoxylated octylphenol surfactants in microemulsion-oil-water systems, Langmuir, 16 (13), 2000, p. 5534-5539. doi:10.1021/la9905517
  4. J.-L. Salager, R. E. Antón, J. M. Andérez, J.-M. Aubry, Formulation des microémulsions par la méthode HLD, Techniques de l'Ingénieur, J2157, 2001, p. 1-20.
  5. S. Queste, J.-L. Salager, R. Strey, J.-M. Aubry, The EACN scale for oil classification revisited thanks to fish diagrams, J. Colloid Interface Sci., 312, 2007, p. 98-107.
  6. F. Bouton, M. Durand, V. Nardello-Rataj, M. Serry, J.-M. Aubry, Classification of terpene oils using the fish diagrams and the Equivalent Alkane Carbon (EACN) scale, Colloids and Surfaces A, 338 (1-3), 2009, p. 142-147.
  7. F. Bouton, M. Durand, V. Nardello-Rataj, A. P. Borosy, C. Quellet, J.-M. Aubry, A QSPR Model for the Prediction of the « Fish-Tail » Temperature of CiE4/Water/Polar Hydrocarbon Oil Systems, Langmuir, 26 (11), 2010, p. 7962-7970.
  8. E. Acosta, E. Szekeres, D. A. Sabatini, J. H. Harwell, Net-average curvature model for solubilization and supersolubilization in surfactant microemulsions, Langmuir, 19, 2003, p. 186-195.
Mise à jour : la normalisation (HLDN) et ses prolongements
  1. J.-M. Aubry, J. F. Ontiveros, J.-L. Salager, V. Nardello-Rataj, Use of the normalized hydrophilic-lipophilic-deviation (HLDN) equation for determining the equivalent alkane carbon number (EACN) of oils and the preferred alkane carbon number (PACN) of nonionic surfactants by the fish-tail method (FTM), Advances in Colloid and Interface Science, 276, 2020, 102099. doi:10.1016/j.cis.2019.102099
  2. J.-L. Salager et collaborateurs, A Normalized Hydrophilic-Lipophilic Deviation Expression HLDN Is Necessary to Avoid Confusion Close to the Optimum Formulation of Surfactant-Oil-Water Systems, J. Surfactants Deterg., 2021. doi:10.1002/jsde.12518
  3. J.-L. Salager, R. Marquez, J. Bullón, A. Forgiarini, Formulation in Surfactant Systems: From-Winsor-to-HLDN, Encyclopedia, 2 (2), 2022, p. 778-839. doi:10.3390/encyclopedia2020054
  4. L. Delforce, J. F. Ontiveros, V. Nardello-Rataj, J.-M. Aubry, Rational design of O/W nanoemulsions based on the surfactant dodecyldiglyceryl ether using the Normalized HLD concept and the Formulation-Composition map, Colloids and Surfaces A, 2023.
  5. G. Lemahieu, J. F. Ontiveros, V. Molinier, J.-M. Aubry, Exploring the impact of surfactant types and formulation variables on the EACN of crude and model oils, Colloids and Surfaces A, 694, 2024.
  6. R. Lebeuf et collaborateurs (J.-M. Aubry), Glycidyl methyl ether: A safer alternative to ethylene oxide for designing ethoxy-free non-ionic surfactants, Colloids and Surfaces A, 695, 2024.