Dissertations / Theses on the topic 'Gomme de xanthane'

Les proprietes viscoelastiques des melanges xanthane/guar (x/g) ont ete decrites en fonction de differents parametres intrinseques (structure chimique du polymere, masse moleculaire du guar) et extrinseques (rapport xanthane/galactomannane, force ionique, temperature) et comparees aux proprietes des melanges xanthane/caroube. Cette etude nous a permis de mettre en evidence au sein de ces melanges la formation de systemes structures dont l'organisation est d'autant plus complete que la masse moleculaire de l'echantillon de guar et la force ionique du milieu sont elevees. Trois grands domaines de composition et d'interet pratique ont pu etre decrits selon le rapport x/g. La temperature de transconformation des chaines de xanthane, obtenue par dichroisme circulaire, n'est pas modifiee par la presence de galactomannane et il n'est pas necessaire que cette transconformation ait lieu pour que la gelification se produise. Une organisation liquide-cristalline accrue des molecules de xanthane dans les melanges a ete observee en microscopie de polarisation et en rheometrie-optique, suggerant un net effet de concentration du xanthane au sein des melanges induit par la presence du galactomannane. L'ensemble des resultats obtenus nous a conduit a proposer un schema d'interpretation base sur une hypothese de separation de phases, resultat d'une incompatibilite entre les deux constituants du melange. Sur ces bases des diagrammes de phase temperature-composition ont ete etablis selon les conditions de milieu (absence de sel, 0,013 m kcl et 0,13 m kcl)

Le comportement rhéologique des solutions de xanthane à 25°C en milieu NaC1 décimolaire est étudié de 0,005 à 0,8 g/dl. Deux concentrations critiques sont mises en évidence à partir des propriétés d'écoulement : 0,03 g/dl, fin du domaine dilué, et 0,11 g/dl, début du domaine semi-dilué. Les propriétés viscoélastiques montrent également deux comportements distincts de part et d'autre de C˞0,11 g/dl. L'hypothèse d'une association parallèle des segments de chaîne au-delà de cette concentration est proposée. Les mélanges X-C très dilués sont étudiés par une méthode viscosimétrique sensible qui montre l'existence d'un réseau ténu, thixotrope, à partir de quelques dizaines de ppm. La formation du réseau gélifié dépend notamment du temps de vieillissement. L'optimum de synergie est obtenu pour un rapport X/C de 55/45. La viscosité intrinsèque et le coefficient de Huggins apparent des mélanges, déterminés à partir des mesures de viscosité après destruction du réseau sous cisaillement, indiquent une diminution du volume hydrodynamique moyen et une forte tendance à l'agrégation au maximum de synergie. Un mécanisme d'association des deux polymères est proposé, impliquant la formation d'agrégats stables X-C, et leur association en "superagrégats" sensibles au cisaillement qui s'organisent en réseau. L'étude des propriétés viscoélastiques des gels à 0,5 g/dl conduit à l'hypothèse de l'existence d'interactions X-C durables, et d'interactions X-X de plus faible durée de vie. Une synergie maximum est observée pour environ 70% de xanthane. L'évolution du gel au cours du temps à 25°C met en évidence une restructuration du milieu, des réassociations X-X pouvant s'opérer au détriment de zones de jonction X-C. L'étude des propriétés viscoélastiques au cours de la fusion-gélification (fusion˞53°C) montre qu'un critère récemment proposé (G'/G"=cste indépendamment de la fréquence) pour définir le seuil de percolation peut être étendu aux gels physiques
The rheological behaviour of xanthan solutions in NaC1 0. 1M at 25°C have been studied at concentrations from 0. 005 to 0. 8 g/dl. Two critical concentrations are found from flow properties : 0. 03 g/dl, the limit of dilute domain, and 0. 11 g/dl, the beginning of semi-dilute domain. The viscoelastic properties also show two distinct behaviour on both sides of C ˞0. 11 g/dl. A mechanism of parallel packing of chain segments is proposed, beyond this concentration. X-C mixtures at very low concentration have been studied by a sensitive viscometric method. A weak thixotropic network has been shown down to a concentration of a few ppm. The network formation depends on the ageing time. Maximum synergistic effects are observed for a X/C ratio of 55/45. Intrinsic viscosity and Huggins coefficient, determined from viscosity measurements after disruption of the structure under shear, show a decrease of the average hydrodynamic volume and a high tendency to aggregation at the maximum of synergy. A mechanism of association of the two polymers, involving the formation of stable X-C aggregates and of shear sensitive "superaggregates" is proposed. The study of viscoelastic properties of 0. 5 g/dl gels leads to the hypothesis of the existence of long lasting X-C interactions, and X-X interactions of shorter lifetime. Maximum synergistic effect is observed for about 70% xanthan. The evolution of the gel during ageing time at 25°C shows a restructuration of the medium, new X-X junction zones being formed at the expense of X-C junction zones. The measurements of viscoelastic properties during sol-gel transition (melting ˞53°C) indicates that a rheological criterion (G'/G"=cste independently of the frequency) recently proposed for the determination of the percolation threshold may be extended to the physical gels

De nouveaux hydrogels de type réseau interpénétré (films, microparticules) à base de exopolysaccharides fonctionnalisés (Xanthane, Gellane) capables d'inclurellirer des médicaments d'une manière contrôlée ont été synthétisés par greffage-réticulation avec l'isopropyle acrylamide, en présence/absence de méthylène bisacrylamide ou de (3-cydodextrine fonctionnalisée. Ils ont été caractérisés du point de vue de leur composition, structure, morphologie, propriétés rhéologiques et the ique. Nous avons établi le taux de gonflement en fonction du type de dérivé polysaccharidique et de sa teneur. La sensibilité aux paramètres externes: pH, force ionique, nature du solvant a également été démontrée. Leur qualité de biomatériaux a été prouvée par l'évaluation de la toxicité, de la biocompatibilité, de la capacité des hydrogels à inclure et à libérer des médicaments hydro- et liposolubles, ainsi que par les propriétés antibactériennes des systèmes polymère-médicament obtenus
New interpenetrated neo type hydrogels (films,microparticles) based on functionalized exopolysaccharides (Xanthane,Gellane) able to include and to release drugs in a controlled manner were synthesized, `by grafting-crosslinking with isopropyl acrylamide in presence/absence of methylene bisacrylamide or the (3-functionalized cyclodextrin. They were characterized from the point of view of composition, structure, moholy, rheological and thermal properties. The swelling degree according to type of the polysaccharide derivative and of its content was established. Sensitivity to the external parameters: pH, ionic, ionic force, solvent chemical nature was also shown. Their quality as biomaterials was proven by the evaluation of toxicity, biocompatibility, hydrogels capacity to include and release of hydro and liposoluble drugs, and by the obtained polymer-drug systems antibacterial activities

L’interaction associative entre la β-lactoglobuline et le xanthane (natif ou traité par hautes pressions hydrodynamiques) résultant en la formation de complexes électrostatiques a été étudiée par diverses techniques chimiques et physiques. L’objectif principal était d’approfondir les connaissances fondamentales au niveau moléculaire sur les interactions protéines – polysaccharides anioniques. Il a été trouvé que le mécanisme de séparation de phases associative suivi par ce système est une nucléation et croissance qui résultant en la formation de diverses structures fractales. Notamment, des différences de taille, de structure interne (compacité) et de solubilité ont été obtenues selon, entre autres, le pH et le ratio protéine – xanthane qui dirigent les processus de structuration dans le système en gouvernant, respectivement, la densité de charge des molécules et les effets d’équilibre de masse. L’importance et l’effet des forces de cisaillement appliquées (ou non) ainsi que la méthode d’acidification utilisée pendant la séparation de phases ont aussi été démontrés. Ainsi, lorsque la complexation a lieu sous cisaillement, la taille et la structure des complexes sont déterminées par un processus de restructuration induit par une compétition entre les forces électrostatiques attractives et les forces de rupture dues à l’écoulement. D’autre part, il a été démontré que le degré d’agrégation du xanthane est responsable des différentes structures formées puisque c’est le polysaccharide qui agit comme support lors de la complexation. Particulièrement, à des taux d’acidification lents, la taille des complexes peut être contrôlée en modifiant le poids moléculaire du xanthane. Les propriétés fonctionnelles des complexes obtenus peuvent ainsi être modifiées et façonnées en ajustant divers paramètres initiaux (ratio protéine – xanthane, poids moléculaire du xanthane) ainsi que les conditions présentes lors de leur fabrication (cisaillement, vitesse d’acidification). La fonctionnalité des complexes comme substituts de matière grasse a été évaluée dans des formulations modèles de garniture à biscuit ou glaçage à gâteaux. Les complexes ont conféré de bons attributs de viscosité et de texture aux échantillons faibles en gras.
L’interaction associative entre la β-lactoglobuline et le xanthane (natif ou traité par hautes pressions hydrodynamiques) résultant en la formation de complexes électrostatiques a été étudiée par diverses techniques chimiques et physiques. L’objectif principal était d’approfondir les connaissances fondamentales au niveau moléculaire sur les interactions protéines – polysaccharides anioniques. Il a été trouvé que le mécanisme de séparation de phases associative suivi par ce système est une nucléation et croissance qui résultant en la formation de diverses structures fractales. Notamment, des différences de taille, de structure interne (compacité) et de solubilité ont été obtenues selon, entre autres, le pH et le ratio protéine – xanthane qui dirigent les processus de structuration dans le système en gouvernant, respectivement, la densité de charge des molécules et les effets d’équilibre de masse. L’importance et l’effet des forces de cisaillement appliquées (ou non) ainsi que la méthode d’acidification utilisée pendant la séparation de phases ont aussi été démontrés. Ainsi, lorsque la complexation a lieu sous cisaillement, la taille et la structure des complexes sont déterminées par un processus de restructuration induit par une compétition entre les forces électrostatiques attractives et les forces de rupture dues à l’écoulement. D’autre part, il a été démontré que le degré d’agrégation du xanthane est responsable des différentes structures formées puisque c’est le polysaccharide qui agit comme support lors de la complexation. Particulièrement, à des taux d’acidification lents, la taille des complexes peut être contrôlée en modifiant le poids moléculaire du xanthane. Les propriétés fonctionnelles des complexes obtenus peuvent ainsi être modifiées et façonnées en ajustant divers paramètres initiaux (ratio protéine – xanthane, poids moléculaire du xanthane) ainsi que les conditions présentes lors de leur fabrication (cisaillement, vitesse d’acidification). La fonctionnalité des complexes comme substituts de matière grasse a été évaluée dans des formulations modèles de garniture à biscuit ou glaçage à gâteaux. Les complexes ont conféré de bons attributs de viscosité et de texture aux échantillons faibles en gras.
The associative interaction between β-lactoglobulin and xanthan gum (native or treated by high hydrodynamic pressures) resulting in the formation of electrostatic complexes was studied by several chemical and physical techniques. The main objective was to develop a fundamental knowledge of this system at a molecular level, to better understand the interactions between proteins and anionic polysaccharides. The associative phase separation in this system proceeded via a nucleation and growth mechanism that resulted in the formation of distinct fractal structures. Namely, differences in size, internal structure (compactness), and solubility were obtained depending principally on the pH and initial protein to polysaccharide ratio; which, in turn governed molecular charge density and mass action equilibrium effects determining the structuration processes. The important effects of the acidification method and the shearing forces applied during complexation were also identified. Particularly, it was revealed that when shear forces were applied during complexation the size and the structure of interpolymeric complexes were determined by restructuring processes set by a competition between attractive electrostatic forces and rupture forces caused by flow. Moreover, it was found that the aggregation pattern of xanthan gum was responsible for the formation of the different structures since it is the polysaccharide that acts as the support during complexation. Accordingly, at slow rates of acidification, a modification of the molecular weight of xanthan gum can control the size of the complexes. Therefore, the characteristics and functional properties of the complexes can be modified and tailored by adjusting the initial parameters and the conditions present during their manufacture.
The associative interaction between β-lactoglobulin and xanthan gum (native or treated by high hydrodynamic pressures) resulting in the formation of electrostatic complexes was studied by several chemical and physical techniques. The main objective was to develop a fundamental knowledge of this system at a molecular level, to better understand the interactions between proteins and anionic polysaccharides. The associative phase separation in this system proceeded via a nucleation and growth mechanism that resulted in the formation of distinct fractal structures. Namely, differences in size, internal structure (compactness), and solubility were obtained depending principally on the pH and initial protein to polysaccharide ratio; which, in turn governed molecular charge density and mass action equilibrium effects determining the structuration processes. The important effects of the acidification method and the shearing forces applied during complexation were also identified. Particularly, it was revealed that when shear forces were applied during complexation the size and the structure of interpolymeric complexes were determined by restructuring processes set by a competition between attractive electrostatic forces and rupture forces caused by flow. Moreover, it was found that the aggregation pattern of xanthan gum was responsible for the formation of the different structures since it is the polysaccharide that acts as the support during complexation. Accordingly, at slow rates of acidification, a modification of the molecular weight of xanthan gum can control the size of the complexes. Therefore, the characteristics and functional properties of the complexes can be modified and tailored by adjusting the initial parameters and the conditions present during their manufacture.

Le travail vise à apporter des éléments de compréhension quant aux mécanismes et à la nature des interactions Xanthane/Galactomannane (X/Gal). Dans un premier temps des analyses chimiques de différents lots de gommes de X et de Gal ont été effectuées permettant ainsi une sélection. Nous avons alors étudié le comportement en solution aqueuse de gommes X et Gal, séparément ou en mélange. Les méthodes utilisées sont essentiellement la rhéologie et l’étude de rétention/libération de composés d’arômes. Les données viscosimétriques obtenues en régime dilué de concentration en polymère ont été exploitées à l’aide de différentes approches de calcul telles que décrites dans la littérature. Ce travail a clairement mis en évidence l’impact du modèle de calcul utilisé pour déterminer les paramètres intrinsèques de ces gommes prises seules et en mélanges : viscosité intrinsèque, agrégation, conformation, paramètres d’attraction/répulsion entre les gommes. Les mécanismes d'interactions entre ces deux gommes ont également fait l’objet d’une part importante de travail visant à identifier les paramètres gouvernant la rétention de composés d'arôme au sein de ces systèmes. La confrontation de l’ensemble de ces résultats a permis de proposer trois cas de figure pour expliquer les mécanismes d’interaction Xanthane/Galactomannane : le 1ier cas est l’interaction forte Xanthane/Caroube par établissement de zones de jonction entre les zones lisses non substituées des gomme Caroube, et les segments désordonnés du xanthane ; le 2ième scénario correspond à l’absence d’interaction Xanthane/Guar à faible « Degree of blockness », et enfin le 3ième cas de figure illustre les processus d’interaction faible Xanthane/Guar à fort « Degree of blockness »
This research project aims to contribute to the understanding of the mechanisms and the nature of the interactions Xanthan/Galactomannan (X/Gal). Initially, a chemical analysis of different batches of X and Gal gums has been carried out, allowing a selection. The behavior in aqueous solution of gum X and Gal has been observed, separately or in mixture. The methods used are primarily rheology and the study of retention/release of flavours compounds. The viscosimetric data obtained in dilute solutions of polymere concentration was investigated, using various approaches available in scientific literature. The project has clarified the evidence of the impact of the model calculations which have been used to determine the intrinsic parameters of these gums, separately and in mixtures: intrinsic viscosity, aggregation, conformation, parameters of attraction/repulsion between the gums. The mechanisms of interactions between these two gums were also the subject of a significant share of this project, aiming to identify the parameters that control the retention of flavour compounds within the gums and their blend. The results of this research project suggest 3 models of interaction mechanisms between Xanthan and Galactomannan : The first is the strong interaction between Xanthan and Caroub. The intermolecular bonding involves binding of unsubstituted regions (smooth regions) of the Galactomannan to the uncoordinated segments of Xanthan. The second model is the absence of interaction between Xanthan and Guar with weak “Degree of blockness” and finally the third is the weak interaction between Xanthan and Guar with strong “Degree of blockness”

L'influence des parametres environnementaux et physiologiques sur la production industrielle de la gomme xanthane, realisee en cultures discontinues aerobies de xanthomonas campestris a ete caracterisee. L'analyse cinetique de la production de xanthane sur diverses source de carbone montre une phase de croissance rapide suivie d'une phase de ralentissement a laquelle est associee une diminution de l'ensemble des vitesses specifiques. Ce phenomene, provoque par des modifications de l'environnement nutritionnel, s'accompagne de l'augmentation progressive du rendement instantane en xanthane et de la diminution de la teneur en pyruvate dans la gomme. Ces resultats macroscopiques ont ete utilises pour evaluer, par une methode de bilan matiere, le(s) facteur(s) metabolique(s) qui influence(nt) le rendement de production de xanthane. Un rendement theorique peut etre calcule en imposant differentes contraintes au niveau du reseau metabolique. La comparaison du rendement calcule avec le rendement experimental suggere que l'energetique cellulaire est le principal facteur metabolique qui controle la biosynthese du xanthane. L'optimisation des depenses energetiques est alors la condition primordiale a l'amelioration des rendements en polysaccharide. Une analyse biochimique intracellulaire qui s'appuie sur la caracterisation d'activites enzymatiques ex vivo et la determination des contraintes metaboliques in vivo (concentrations en enzymes et en metabolites intracellulaires, etc. ), a permis d'etablir une distribution du flux de carbone et d'energie dans le reseau metabolique de x. Campestris. Des modifications de l'orientation du flux de carbone sont visualisees en cours de culture. En particulier, le flux de glyceraldehyde-3-phosphate est majoritairement oriente en debut de culture vers la voie gluconeogenique puis, en fin de culture, il emprunte principalement la voie exergonique de la glycolyse et les voies generatrices d'energie

L'objectif de cette étude a été de formuler et caractériser des émulsions simples huile/eau d'intérêt pharmaceutique stabilisées par de la β-lactoglobuline (β-lg), de la gomme arabique (GA), de la gomme xanthane (GX) et des mélanges β-lg:GA et β-lg:GX. Les concentrations massiques totales des dispersions de biopolymères étaient de 1 % et ont été augmentées à 2,5 % si les émulsions formulées n'étaient pas stables. Le mélange β-lg:GA a été réalisé à pH 4,2 afin de permettre la formation de complexes par interactions électrostatiques attractives entre la β-lg et la GA. Deux ratios β-lg:GA ont été étudiés : 2:1 et 1:2. Enfin, le mélange β-lg:GX a été effectué à pH 7, où les deux biopolymères étant chargés négativement ne se complexent pas et à un ratio de 1:1. Une étude de stabilité des émulsions a été menée sur 6 mois. Les stabilités obtenues ont pu être classées par ordre croissant : GA 2,5 % < β-lg:GA 2,5 % < β-lg 2,5 % < GX 1 % = β-lg:GX 1 %. Plusieurs mécanismes de stabilisation ont été mis en évidence grâce à l'étude des propriétés interfaciales des biopolymères, à l'étude des propriétés rhéologiques des émulsions et à des observations au microscope confocal à balayage laser des émulsions après marquage des biopolymères à la fluorescence. La β-lg et la GA sont toutes deux capables de s'adsorber à l'interface des globules huileux alors que la GX augmente la viscosité de la phase continue. L'association β-lg:GA conduit à la formation d'une double couche interfaciale stabilisante. Enfin, l'association β-lg:GX combine les mécanismes de stabilisation de la protéine, par adsorption interfaciale et de la gomme, par augmentation de la viscosité de la phase continue.

L’objectif de cette étude a été de formuler et caractériser des émulsions simples huile/eau d’intérêt pharmaceutique stabilisées par de la β-lactoglobuline (β-lg), de la gomme arabique (GA), de la gomme xanthane (GX) et des mélanges β-lg:GA et β-lg:GX. Les concentrations massiques totales des dispersions de biopolymères étaient de 1 % et ont été augmentées à 2,5 % si les émulsions formulées n’étaient pas stables. Le mélange β-lg:GA a été réalisé à pH 4,2 afin de permettre la formation de complexes par interactions électrostatiques attractives entre la β-lg et la GA. Deux ratios β-lg:GA ont été étudiés : 2:1 et 1:2. Enfin, le mélange β-lg:GX a été effectué à pH 7, où les deux biopolymères étant chargés négativement ne se complexent pas et à un ratio de 1:1. Une étude de stabilité des émulsions a été menée sur 6 mois. Les stabilités obtenues ont pu être classées par ordre croissant : GA 2,5 % < β-lg:GA 2,5 % < β-lg 2,5 % < GX 1 % = β-lg:GX 1 %. Plusieurs mécanismes de stabilisation ont été mis en évidence grâce à l’étude des propriétés interfaciales des biopolymères, à l’étude des propriétés rhéologiques des émulsions et à des observations au microscope confocal à balayage laser des émulsions après marquage des biopolymères à la fluorescence. La β-lg et la GA sont toutes deux capables de s’adsorber à l’interface des globules huileux alors que la GX augmente la viscosité de la phase continue. L’association β-lg:GA conduit à la formation d’une double couche interfaciale stabilisante. Enfin, l’association β-lg:GX combine les mécanismes de stabilisation de la protéine, par adsorption interfaciale et de la gomme, par augmentation de la viscosité de la phase continue
The main objective of this study was to formulate and characterize oil-in-water simple emulsions of pharmaceutical interest stabilized by β-lactoglobulin (β-lg), gum arabic (GA), xanthan gum (XG), and mixtures of β-lg:GA and β-lg:XG. The total biopolymer final concentration in the dispersions was 1 (w/w) % and could be raised to 2.5 (w/w) % if the formulated emulsions were not stable. β-lg:GA mixing was performed at pH 4.2 to allow attractive electrostatic interactions between the two biopolymers and thus the formation of complexes. Two protein:polysaccharide ratios were investigated: 2:1 and 1:2. Conversely, β8lg:XG mixing was performed at pH 7, where both biopolymers are negatively charged, in order to avoid the complex formation, and with a 1:1 ratio. A stability study was conducted for emulsions over a 6-month period. The obtained stabilities could be classified increasingly: GA 2.5 % < β-lg:GA 2.5 % < β-lg 2.5 % < XG 1 % = β-lg:XG 1 %. Several stabilization mechanisms were evidenced by the study of the biopolymer interfacial properties, the study of emulsion rheology and by confocal laser scanning microscopy observations with labeled fluorescent biopolymers. β-lg and GA were both able to adsorb at the interface of oil globule. XG enhanced the continuous phase viscosity. β-lg:GA mixing led to the formation of a stabilizing interfacial double layer. Finally, β-lg:XG association combined the stabilization mechanisms of both biopolymers, respectively: interfacial adsorption and enhancement of the continuous phase viscosity

L’interaction électrostatique associative entre la β-lactoglobuline (βlg) native et la gomme xanthane (XG) résultant en la formation des gels couplés a été étudiée par diverses techniques. Les principaux objectifs de cette étude étaient premièrement de mieux comprendre le rôle de la protéine (βlg) et du polysaccharide (XG) dans la structuration du gel et les interactions impliquées dans la stabilisation du gel, et ensuite d’étudier les propriétés du gel en relation avec ses caractéristiques structurales. La gélification des mélanges βlg-XG a été suivie par la rhéologie dynamique. La caractérisation de la structure des gels a été réalisée au moyen de la microscopie confocale à balayage laser. L’effet de plusieurs facteurs environnementaux, incluant le ratio βlg-XG, la concentration des biopolymères, la force ionique, la vitesse d'acidification et la présence d’autres polysaccharides neutres (inuline et β-glucane) a été étudié. Il a été constaté que le réseau initial de XG a fourni le patron de base pour l'organisation de gel; les protéines ont agrégé sur les chaînes de XG et pourrait être considérées comme un agent de réticulation. La structure du gel et ses propriétés peuvent être modifiées et contrôlées en ajustant le ratio βlg-XG, la concentration des biopolymères, la force ionique. L'effet de la vitesse d'acidification a été étudié en utilisant des quantités variables de glucono-delta-lactone (GDL). Cette approche a permis de réduire le temps de gélification sans modifier la structure du gel. De plus, la spectroscopie infrarouge (FTIR) a permis d’étudier la conformation de protéines au cours de la gélification avec la XG. Il a été trouvé que la conformation secondaire de βlg n’a pas changé lors de l'interaction électrostatique avec la XG. La participation des liaisons hydrogène (entre βlg-XG, βlg-βlg) et des interactions hydrophobes (entre βlg-βlg) dans la stabilisation du gel lors d'un traitement thermique de gel à 80°C pendant 30 minutes a été déterminée. Le traitement thermique a non seulement amélioré la stabilisation mais aussi réduit la synérèse du gel. Les résultats de ce projet devraient permettre à l’industrie alimentaire et non-alimentaire (biomédicale, cosmétique, pharmaceutique) de développer des produits semi-solides fonctionnels ou des matériaux intéressants pour incorporer des molécules actives.
The associative electrostatic interaction between native β-lactoglobulin (βlg) and xanthan gum (XG) resulting in the formation of electrostatic gels was studied by several techniques. The main objectives of this study were firstly to better understand the role of βlg and XG in gel structuration and the interactions involved in gel stabilization and secondly to relate gel behaviors to their microstructures. The gelation processes of βlg-XG mixtures were monitored by viscoelastic measurements and the microstructure of the gels was observed by confocal laser scanning microscope. The effect of several environmental factors including the βlg-XG ratio, biopolymer concentration, ionic strength, acidification rate, and presence of neutral polysaccharides (inulin and β-glucan) were investigated. It was revealed that the initial network of XG provided a frame for gel organization; the βlg aggregated along the XG chains and played a role of cross-linking agent. Gel structure and behavior can then be modified and tailored through the adjustment of βlg-XG ratio, biopolymer concentration, and ionic strength. The effect of acidification rate was studied using different quantities of glucono-delta-lactone (GDL). This approach allowed reducing the gelation time without modification in gel structure. In addition, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) was used to study the conformation of proteins during gelation with the XG. It was found that the secondary conformation of βlg did not change during the electrostatic interaction with the XG. The involvement of hydrogen bonds (between βlg-XG, βlg-βlg) and hydrophobic interactions (between βlg-βlg) in gel stabilization upon thermal treatment of gel at 80°C for 30 minutes were determined. The heat treatment has not only improved the stability but also reduced gel syneresis. The results of this project should enable the food, biomedical, cosmetic, pharmaceutical industries to develop new functional semi-solid products or new interesting materials to incorporate active molecules.

Des hydrogels chimiques à base de xanthane ont été élaborés en jouant sur les conditions de synthèse pour se placer dans des milieux favorables aux deux conformations possibles du xanthane : ordonnée (double hélice) et désordonnée (pelote statistique). Une grande partie du travail a été consacrée à la détermination des paramètres contrôlant la transition conformationnelle hélice - pelote du xanthane en solutions concentrées. Ceux-ci ont été optimisés en vue de la synthèse des hydrogels à base de xanthane en milieu acide par l'acide adipique dihydrazide (ADH) et basique par le trisodium trimetaphosphate (STMP). Les systèmes sont caractérisés par analyse élémentaire, taux de gonflement et comportement dans différentes conditions du milieu. Quelques molécules modèles ont été testées afin de connaître leur potentiel de retenir et de libérer les principes actifs dans des milieux qui imitent les fluides humains
Chemical hydrogels based on xanthan have been synthesized with different conditions that are favorable to the two possible xanthan conformation : ordered (double helix) disordered (statistic coil). A great part has been devoted the determination of parameters which controlled the conformation transition in xanthan concentrated solutions. Theses parameters have been optimized in view to synthetize xanthan hydrogels in acidic medium by adipic acid dihydrazid (ADH) and in alkaline medium by trisodium trimetaphosphate (STMP). The systems are characterized by elemental analysis, kinetic swelling degree and behavior in different environnmental conditions. Some model molecules have been tested in order to assess the entrapping and releasing properties in environments that are mimicking human fluids

Cette étude concerne la compréhension des relations entre les propriétés de matrices à base de polysaccharides, et les phénomènes de rétention d'un composé d'arômes : le limonène. Les polysaccharides utilisés sont le xanthane, les galactomannanes : les gommes caroube et guar, et des mélanges xanthane / galactomannane. La baisse de diffusion du limonène au sein de ces matrices, liée à l'augmentation de la viscosité (équation de Stokes-Einstein), est tout particulièrement mise en évidence au sein des solutions de xanthane. Ce phénomène est beaucoup moins marqué pour les solutions de galactomannane. De plus, des interactions limonène - matrice sont également présentes dans les solutions de xanthane. Une étude cinétique menée, en parallèle, sur la libération du limonène et sur l'évolution des propriétés de surface des solutions met en évidence que la réorganisation des chaînes de polymères à l'interface eau - air, pour les solutions de guar, de xanthane et les mélanges xanthane/guar a un effet "barrière" sur la libération du limonène. Ce phénomène, très marqué pour les matrices à base de xanthane permet de confirmer dans ce cas, la présence d'interactions de nature apolaire dès le régime de concentration semi-dilué. Les propriétés synergiques des mélanges xanthane/galactomannane sont bien connus, mais les mécanismes proposés sont assez controversés. Ainsi, ce travail a également permis de mieux comprendre la nature des interactions mis en jeu entre les différents polymères. Les différentes expériences menées ont montré la formation d'interactions limonène - matrice dans les mélanges xanthane / caroube. Une étude brève menée avec le décanal et le diacétyle (composé d'arômes très polaire) ainsi que l'étude des phénomènes aux interfaces matrice - air, confirment les hypothèses quant à la formation de zones hydrophobes dans ces mélanges
This work deals with relations between properties of matrices based on polysaccharides, and retention properties of an aroma compound: limonene. The polysaccharides used are xanthan gum, galactomannan: carob gum and guar gum, and xanthan / galactomannans mixtures. The results show a sharp reduction of limonene release as the result of two main mechanisms: diffusion decrease in the media and molecular interactions between flavour compounds and matrix constituents. The first mechanism follows the Stokes-Einstein equation that predicts the reduction of flavour molecule diffusion as the solution viscosity increases. This mechanism is particularly pointed out for xanthan solutions in comparison to galactomannan solutions. Moreover, binding interactions of limonene with the xanthan matrices occur. Kinetic studies of both the surface properties characteristics and the aroma compound release allow to evidence rearrangement of polymers chains at the interface of xanthan, guar and xanthan/guar matrices. This phenomenon has a role of "barrier" on the release of limonene and it confirms the formation of apolar interactions from the semi-diluted regime concentration of xanthan. Xanthan / galactomannan mixtures develop well-known synergistic properties, but the mechanisms of interactions still remain controversial. Thus, this work especially allowed a better understanding of the nature of the interactions between the different polysaccharides. Specific limonene - matrix interactions are preponderant in xanthan/carob mixtures. Among all of the researches, two studies were conducted: one with decanal and diacetyl (highly polar volatile) and another one that deals with matrix - air interfaces properties. They both allow a confirmation of some hypotheses about hydrophobic zones formation in such mixtures

Les propriétés rhéologiques des solutions de xanthane (X) ont été étudiées en milieu NaCl 1,1M en fonction des taux d'acétylation, de pyruvilation et des traitements post-fermentaires. Pour tous les échantillons, l'existence de deux concentrations critiques a été confirmée à partir des propriétés d'écoulement et des propriétés viscoélastiques en régime harmonique ; elles délimitent les régimes dilué, intermédiaire et semi-dilué. Les interactions polymère-polymère sont plus importantes après désacétylation. Par précipitation fractionnée à l'éthanol de la caroube (C) des échantillons de rapport mannose/galactose (M/G) décroissants sont préparés. D'après la variation de la viscosité et des propriétés viscoélastiques dans le domaine semi-dilué, on peut estimer que les fractions les plus lisses présentent une forte tendance à l'agrégation. L'étude des propriétés viscoélastiques en régime harmonique des gels mixtes thermoréversibles (0,5 g/dl) conduit à l'hypothèse d'interactions X-C durables et d'interactions X-X de plus courte durée de vie. L'évolution du gel au cours du temps met en évidence une réorganisation : réassociations X-X au détriment des jonctions X-C. Un refroidissement rapide favoriserait les interactions X-C. Les chaines de xanthane natif, plus compactes, présentent des interactions (X-C) beaucoup plus faibles que le xanthane après traitement thermique et la désacétylation ainsi que la dépyruvilation provoquent également une diminution du pouvoir interactif également attribuée à la réduction du volume hydrodynamique. Les fractions de caroube les plus lisses fournissent en général des gels de module élastique plus élevé. Les mélanges très dilués ont été étudiés par une méthode viscosimétrique sensible. Un réseau ténu, thixotrope, existe à partir de quelques dizaines de ppm. La viscosité intrinsèque et le coefficient de Huggins apparent déterminés après destruction sous cisaillement du réseau, montrent une diminution du volume hydrodynamique et une tendance à l'agrégation qui sont maximum à l'optimum de synergie. La fusion des interactions s'étend sur une large plage de température entre 47 et 65°C. Comparé aux résultats en milieu semi-dilué, l'effet de la structure du xanthane est inchangé mais celui du rapport M/G est moins marqué. Nous proposons un mécanisme d'association impliquant la formation d'agrégats X-C stables et de "superagrégats" sensibles au cisaillement
Rheological properties of xanthan (X) solutions have been studied in NaCl 1,1M as a function of concentration, percentage of pyruvate and acetate, and of post-fermentation treatments. For all samples, the existence of two critical concentrations has been corroborated from flow and viscoelastic properties, they limit the diluted, intermediate and semi-diluted domains. The acetyl free xanthan shows the stronger polymer-polymer interactions. Ethanolic precipitation of carob (C) produces samples with a decreasing mannose/galactose (M/G) ratio. From the variation of viscosity and from viscoelastic properties in the semi-diluted domain, it is shown that the smoother fractions (higher M/G) exhibit an higher tendancy to aggregation. The shape of the complex modulus spectrum of X-C thermoreversible gels (0. 5 g/dl) leads to the hypothesis of long time X-C interactions and of X-X interactions of shorter lifetime. It is assumed that a reorganization of the gel takes place during ageing : X-X junction zones increase at the expense of X-C junction zones. On the contrary, a quick cooling seems to favor X-C interactions. Native xanthan chains are denser and exhibit much less interactions with carob than thermal treated ones. Removing pyruvate or acetate groups produces a decrease of interaction power with carob which is also mainly attributed to a fall in hydrodynamic volume. In general, smoother carob fractions give X-C gels of higher elastic modulus. X-C mixtures at very low concentration have been studied by a sensitive viscometric method. A weak thixotropic network has been shown down to a concentration of a few ppm. Intrinsic viscosity and Huggins coefficient after disruption of the stucture under shear, show a decrease of the average hydrodynamic volume and a high tendancy to aggregation, the most synergistic X/C ratio corresponding to a maximum in both phenomema. Melting takes place in a large temperature range (47 to 65°C). Compared to the results obtained in the semi-diluted domain, the effect of the primary structure is still the same but the effect of M/G ratio is less marked. A gelling mechanism, involving the formation of stable X-C aggregates and of shear sensitive "superaggregates", is proposed

Le Laboratoire des Procédés Avancés de Décontamination (CEA) développe des procédés pour l’assainissement ou le démantèlement d’équipements nucléaires. Notre étude s’inscrit dans une démarche de compréhension des mécanismes de stabilisation des mousses aqueuses générées à partir d’une formulation brevetée par le laboratoire, stabilisée par le Glucopon® 215 Cs (mélange commercial de tensioactifs non-ioniques de la famille des alkyl polyglucosides) et un viscosant (gomme de xanthane). Notre travail s’articule autour des relations entre les trois échelles caractéristiques des mousses : les solutions (micelles, tension et viscoélasticité de surface), les films liquides interbulles (viscoélasticité de surface d’une bulle, réflectivité RX), les bords de Plateau et la mousse (moussabilité, fraction liquide, film liquide en paroi). Une étude exploratoire de la caractérisation simultanée des trois ordres de grandeur des mousses en diffusion de neutrons aux petits angles est également présentée
The LPAD (French Atomic Energy Commission) develops innovative processes in the frame of the future dismantling of nuclear facilities. Formulations were developed using high viscosified foams stabilized by biodegradable nonionic surfactants : alkyl polyglucosides and viscosifiers (xanthan gum), which allow us to increase the foam lifetime and thus contact time of chemical reactants with the facility walls. We have considered the relationships between physicochemical properties and foam stability through the exploration of the foam at three different scales: from the molecular range (micelles, surface tension and viscoelasticity), to the film and Plateau border range (XR reflectivity, surface shear viscosity) and to macroscopic range, meaning the whole foam (foaminess, liquid fraction and wall film thickness evolution). Finally, exploratory study is presented concerning simultaneous foam three scales characterisation by small angle neutron scattering

Une étude antérieure a montré la possibilité de produire en continu des mousses alimentaires avec un mélangeur statique SMX10 (SulzerTM) pour des fractions de vide supérieures à 0,85. L'objectif de cette thèse est de diminuer cette fraction de vide vers des valeurs cibles de l'industrie agroalimentaire (0,55 – 0,8) sans effet négatif sur la stabilité des mousses. Pour ce faire, il est nécessaire de diminuer la taille des bulles, en augmentant les taux de cisaillement dans les procédés et/ou la viscosité de la phase liquide. Dans cette optique, nous avons utilisé des mélangeurs statiques SMX10 et SMX+6 (10 et 6 cm de diamètre) ainsi que des micromélangeurs (canaux carrés de 500 et 600 µm) pour produire en continu des mousses à base d'isolats de protéines sériques et de gomme de xanthane pour moduler la viscosité. Dans un premier temps, nous avons ciblé les zones de régimes appropriées pour le contrôle de la quantité de gaz dans la mousse pour une grande plage de fraction de vide [0,5 – 0,98]. Ensuite, dans le régime d'écoulement adéquat, nous avons montré que ces procédés permettent de maîtriser les propriétés structurales des mousses, notamment la réduction de la taille de bulles. Enfin, l'effet de cette réduction a pu directement être relié aux propriétés d'usage des mousses que sont la texture et la stabilité. Les micromélangeurs s'avèrent capables de produire en continu des mousses stables, offrant des propriétés adéquates pour une application alimentaire. L'intérêt de ces dispositifs, est d'apporter une complémentarité en terme de gamme de fraction de gaz. Les débits traités par ces systèmes sont par ailleurs compatibles avec une utilisation industrielle
A previous study showed the possibility to produce continuously food foams with a SMX10 (sulzerTM)static mixer for void fractions below 0,85. The main goal of this work is to reduce this void fraction towards food industries targets (<0,85), without having negative impact on the foams stability. To do so, it is necessary to reduce the bubbles size, either by increasing the processes shear rates and/or the liquid viscosity. To reach this goal, four processes have been used : two static mixers SMX10 and SMX+6 as well as microchannels (channels with square sections, 500 and 600 µm in diameter). Foams were made of whey protein isolates (WPI) as foaming agent and xanthan gum (XG) at different concentrations to modulate the liquid viscosities. A preliminary study allowed us targeting the appropriate flow regimes to control the gas quantity in the foams, for a wide range of void fractions [0,5 – 0,98]. In this flow regime, it has been demonstrated that these processes allow mastering the foams structural properties, especially the bubble size. These structural properties have been then linked to the usual foams properties such as texture and stability. This study proved that the microchannels can be used as a continuous foaming process suitable for the food industry. Moreover, compared to the tested static mixers, they offer a complementary range of gas fraction for food foams

Les ExoPolySaccharides (EPS) bactériens constituent une fraction réactive du sol vis-à-vis des Eléments Traces Métalliques (ETM). Le système xanthane-cuivre est étudié comme modèle de complexation des ETM par les EPS. L'étude à l'échelle macroscopique, par titrages acido-basiques, détermine les valeurs des pKa du xanthane (pKmoyenI=0.1M=2.5) et propose un modèle électrostatique à condensateur cylindrique pour expliquer les variations de pKa en fonction de la force ionique. Les titrages en présence de cuivre et isothermes d'adsorption montrent un résultat inédit : le xanthane adsorbe plus de cuivre à pH3.5 qu'à pH5.5. Les valeurs des constantes apparentes de complexation valent LogKCu-XanpH3.5=3 et LogKCu-XanpH5.5=2.6. Les résultats de dichroïsme circulaire suggèrent un changement conformationnel du xanthane pH-dépendant. Un modèle thermodynamique à deux états (xanthane désordonné à pH<5 vs ordonné à pH>5), couplé aux données pKa et LogKCu, permet de reconstruire dèlement les données expérimentales. L'étude à l'échelle moléculaire par modélisation moléculaire (MM) montre que la structure désordonnée de l'EPS à pH3 favorise la formation de complexes chelatants très stabilisants entre deux chaînes latérales du xanthane et Cu2+. A contrario, à pH5.5 en (structure hélices ordonnées) ce sont les sites complexants simples, moins stabilisants pour le cuivre, qui prédominent. Les résultats d'EXAFS et leur modélisation MM conrment la plus forte anité du cuivre pour le xanthane à pH3 qu'à pH5.5. Cette étude montre l'importance de la conformation des EPS dans leur capacité à xer les ETM, et l'intérêt de l'outil MM pour la compréhension de ces phénomènes à l'échelle moléculaire.

Le traitement de l’asthme concerne une large population et fait appel très majoritairement à une administration par voie pulmonaire. Cette voie présente certains inconvénients qui pourraient être palliés par le recours à la voie buccale comme envisagé dans cette étude, avec une amélioration attendue de la compliance et de la biodisponibilité. Aussi ce travail a eu pour objectif de développer et caractériser une formulation mucoadhésive thermogélifiante à base de salbutamol. Au regard des contraintes liées à la voie buccale et à la prise en charge du traitement de l’asthme aigu, les principales propriétés pharmacotechniques attendues pour optimiser la biodisponibilité de cette formulation ont été : (i) une gélification optimale autour de 30°C après pulvérisation pour faciliter notamment l’administration ; (ii) des propriétés mécaniques et mucoadhésives importantes pour assurer un maintien de la forme au site d’absorption ; (iii) une cinétique de libération compatible avec le traitement de la phase aigüe de la pathologie. Le choix des excipients a été défini afin d’avoir la plus grande innocuité de la formulation finale. Les travaux expérimentaux ont mis en évidence l’intérêt de certaines techniques innovantes pour la caractérisation de ce type de formulation comme notamment l’étude de libération à l’aide de l’appareil de dissolution à flux continu, la détermination de la cytotoxicité par microscopie holographique digitale et l’évaluation de la mucoadhésion in vitro et in vivo par imagerie. Les résultats ont aussi permis de proposer des modèles mathématiques pour l’interprétation des mécanismes de libération du salbutamol et quantifier l’importance des phénomènes de diffusion et d’érosion. Les conclusions de cette étude sont favorables à la poursuite du développement en vue d’une commercialisation
The treatment of asthma concerns a large population and generally necessitates an administration by the pulmonary route. This route has some drawbacks which could be overcome by the buccal route, like considered in this study expecting an improvement of the compliance and the bioavailability. The aim of this work was to develop and characterize a thermogelling mucoadhesive formulation containing salbutamol sulfate. The main properties of the formulation were: (i) thermogelation around 30°C to facilitate the administration by spray; (ii) strong mechanical properties and high mucoadhesive strength to maintain the formulation in situ; (iii) drug release kinetics adapted to the treatment. The excipients were selected with regard to the final formulation safety. The experimental work emphasized the great interest of certain techniques in the characterization of this kind of formulation, for example the drug release study using flow through apparatus, the cytotoxicity study using digital holographic microscopy and also the mucoadhesion study by in vivo imaging. The use of mathematical models provided a relevant understanding of drug release mechanisms. The conclusion of this study is favorable to a further development of the project for a future marketing

Le xanthane est un exopolysaccharide anionique de fermentation. Sa conformation semi-rigide et sa forte masse moléculaire en font un agent largement utilisé dans de nombreuses applications pour ses qualités épaississante et viscosifiante notamment. Ces caractéristiques sont gouvernées par une transition conformationnelle, fonction essentiellement de la salinité et de la température. L'étude de ces paramètres en diffusion de la lumière, viscosimétrie, couplage chromatographie d'exclusion stérique / diffusion de la lumière et microscopie à force atomique principalement a permis de mettre en évidence une organisation en double hélice de la molécule native, celle-ci pouvant subir une dénaturation à une température suffisante accompagnée d'une dissociation irréversible en milieu dilué. La renaturation s'effectue par contre selon un processus intramoléculaire montrant un repliement antiparallèle de la chaîne. En régime concentré, l'existence d'interactions intermoléculaires renforcées par l'apparition de mésophases à une concentration suffisante permet d'accéder aux caractéristiques d'un gel faible des 7g/l dans NaCl 0,03M. Une étude de montée-descente en température a également montré la formation de telles liaisons intermoléculaires lorsque la transition conformationnelle a pu s'effectuer. Une simulation des phénomènes intervenant au cours du traitement thermique de post-fermentation a été effectuée et suivie en rhéologie sur un ferment brut. Cette étude a permis de déterminer les raisons de la non dissociation de la molécule de xanthane lors du traitement thermique de post-fermentation malgré la température imposée (T > Tm) par des effets de concentration. De même, l'augmentation de la viscosité observée lors de ce traitement est attribuée à la formation d'associations intermoléculaires lors de l'ouverture des chaînes latérales et à la présence de protéines dans le milieu impliquant des domaines hydrophobes.

Etude comparative des performances des 2 types de bioreacteurs. Analyse du transfert de l'oxygene dans les reacteurs au cours de la fermentation et etude de son influence sur le rendement et la productivite en xanthane

Ce travail porte sur la formulation de nouveaux gels permettant de détecter visuellement par changement de couleur une contamination radioactive surfacique α ou γ. Un film mince de gel (< 1mm) est pulvérisé sur la paroi et est facilement récupéré après séchage. Des gels de gomme de xanthane transparents, viscoélastique et contenant des colorants radiosensibles ont été formulés. Des irradiations γ de colorants organiques et de complexe coloré Fer (II)- Xylénol orange dans des gels de silice et de xanthane ont été effectuées. Les mécanismes et les vitesses d'oxydation par radiolyse ont été précisés en fonction de la dose absorbée. Notamment, le xylénol orange et l'erioglaucine sont les deux colorants les plus radiosensibles. Le gel Fer (II)- Xylénol orange- Xanthane, noté FXX, a permis de révéler une tache contamination de 137Césium (émetteur γ d'activité0 = 20 KBq) au bout de 48 heures par oxydation du complexe coloré xylénol orange- Fe (II). Par ailleurs, ce même gel a permis de détecter une contamination surfacique de 239plutonium (émetteur α d'activité0 = 3720 Bq) au bout d'une journée.Pour la récupération après séchage, l'ajout de la silice dans le gel de xanthane a permis de mettre en évidence un résidu final qui délamine à faible concentration en silice ou qui fracture à une concentration élevée en silice. Enfin, l'ajout d'acide (> 2 M) a conduit à un séchage partiel du gel afin d'obtenir un film humide récupérable
This work deals with the formulation of new gels to detect visually radioactive surface contamination α or γ by color changing. A thin gel film (<1mm) is sprayed onto the wall and is easily recovered after drying, Transparent, viscoelastic polymer xanthan gels and with radiosensitive dyes were selected.γ irradiation of organic dyes and colored complex Fe (II)- xylenol orange in silica and Xanthan gel were performed. Mechanisms and kinetics of oxidation by radiolysis were identified as a function of absorbed dose. The gel iron (II)-xylenol orange- Xanthane, noted FXX, revealed a spot of contamination by 137cesium (γ emitter of Activity0 = 20 KBq) after 48 hours by oxidation of the complex xylenol orange- ion (II). Moreover, the same gel detected a surface contamination by 239plutonium (transmitter Activity0 = 3720 Bq) after one day.For recovering after drying, the addition of silica to xanthan gel helped highlight a final dry residue delaminates at low concentration of silica or fracture at high silica concentration. However, the addition of acid (> 2 M) led to a partial drying of the gel giving a wet film recoverable

Ce travail de thèse est consacré à l'étude des instabilités de Saffman-Taylor de fluides complexes modèles. Ces derniers sont des solutions de Xanthane dont le caractère rhéofluidifiant augmente avec la concentration en polymère. Dans un premier temps, nous avons étudié les propriétés rhéologiques de ces fluides modèles puis nous avons caractérisé leurs propriétés d'écoulement dans une cellule de Hele-Shaw de forte épaisseur. Dans un deuxième temps, nous avons mesuré par PIV (Particles Image Velocimetry) la distribution du champ de vitesse autour des doigts de Saffman-Taylor pour l'ensemble des fluides étudiés. Afin de valider les expériences de PIV, nous avons caractérisé les vitesses de sédimentation des traceurs, par la technique complémentaire de vélocimétrie par Speckle ultrasonore (Ultrasonic Speckle Velocimetry). Nous avons montré expérimentalement que le champ de vitesse pour tous les fluides est irrotationnel et que la forme du doigt peut être modélisé par un écoulement potentiel autour d'un solide de Rankine. Les expériences ont établi que le rayon de courbure à l'extrémité des doigts est l'unique paramètre qui dépend des propriétés rhéologiques des solutions de Xanthane. De plus, ce paramètre conditionne toute l'hydrodynamique autour des doigts de Saffman-Taylor
This thesis is devoted to the study of Saffman-Taylor instabilities of complex fluids models. These are solutions of xanthan whose shear thinning behavior increases with polymer concentration.Initially, we studied the rheological properties of model fluids and then we characterized the properties of flow in a Hele-Shaw thick. In a second step, we measured by PIV (Particle Image Velocimetry) distribution of the velocity field around the fingers of Saffman-Taylor for all fluids studied. To validate the PIV experiments, we characterized the sedimentation rates of tracers, by the complementary technique of ultrasonic speckle velocimetry (Ultrasonic Speckle Velocimetry).We have shown experimentally that the velocity field for all fluids is irrotational and that the shape of the finger can be modeled by a potential flow around a Rankine solid. Experiments have shown that the radius of curvature at the top of the fingers is the only parameter which depends on the rheological properties of xanthan solutions.In addition, this parameter influences the whole hydrodynamic around Saffman-Taylor fingers