Qu'est-ce qu'une émulsion lamellaire et quel est son intérêt ?

L'émulsion lamellaire, aussi appelée émulsion à cristaux liquides lamellaires, est un nouveau type d'émulsion qui diffère du système d'émulsion traditionnel.

Pour comprendre la rupture technologique que représente l'émulsion lamellaire, il faut d'abord revenir aux fondamentaux de la formulation cosmétique. Une crème est par définition une émulsion, c'est-à-dire un mélange stable de deux liquides qui ne se mélangent pas naturellement : l'eau, formant la phase aqueuse, et l'huile, constituant la phase lipidique. Dans la grande majorité des produits cosmétiques, on formule une émulsion de type "huile-dans-eau", c'est-à-dire que des gouttelettes d'huile sont dispersées au cœur d'un grand volume d'eau. Pour éviter que l'huile et l'eau ne se séparent instantanément, comme cela se produit dans une vinaigrette, le formulateur ajoute des tensioactifs, ou émulsionnants. Ces agents de surface présentent une tête hydrophile, qui a une affinité pour l'eau, et une queue lipophile, qui a une affinité pour l'huile. Dans une crème classique, ces tensioactifs forment un film protecteur simple, fluide et désordonné autour de chaque gouttelette d'huile pour maintenir l'ensemble en suspension.

L'émulsion lamellaire se distingue par un phénomène d'auto-assemblage tridimensionnel hautement organisé.

En sélectionnant précisément les émulsionnants et les co-émulsionnants, les molécules ne s'agencent plus de manière désordonnée autour de l'huile. Elles se lient et s'organisent pour former des bicouches lipidiques empilées les unes sur les autres, qui emprisonnent de fines couches d'eau interstitielle entre leurs feuillets. Cette organisation en couches alternées, qualifiée de cristal liquide lyotrope, crée une véritable matrice gélifiée. L'eau et l'huile deviennent alors solidement structurées dans un réseau tridimensionnel qui modifie le comportement physique de la crème.

À noter que cet agencement en feuillets n'est qu'une des formes que peuvent adopter les tensioactifs lorsqu'ils sont mélangés à de l'eau et à de l'huile. Selon la température, la concentration et la nature des ingrédients, ces molécules peuvent s'organiser en phases cubiques ou en phases hexagonales. Si les phases cubiques et hexagonales sont parfois utilisées en cosmétique pour leur forte viscosité, c'est la phase lamellaire qui reste privilégiée. En effet, sa structure en feuillets parallèles offre aux produits une meilleure fluidité à l'application.

Le principal intérêt des émulsions lamellaires réside dans leur approche biomimétique de la barrière cutanée.

Pour rappel, la couche cornée, qui constitue la surface protectrice de notre épiderme, est composée de cellules mortes, les cornéocytes, scellées entre elles par un ciment lipidique intercellulaire. Ce ciment est organisé en bicouches lamellaires d'acides gras, de cholestérol et de céramides. En reproduisant cette géométrie en feuillets, l'émulsion lamellaire présente une excellente affinité de surface avec la peau. Ce biomimétisme facilite l'insertion de l'émulsion dans la couche cornée, pour combler les brèches entre les cornéocytes et ainsi limiter la perte insensible en eau. Cette propriété s'avère particulièrement utile pour les peaux sèches, dont la barrière cutanée, structurellement fragile, laisse facilement s'échapper l'eau de la couche cornée.

L'agencement en cristaux liquides offre également des perspectives techniques intéressantes en termes de vectorisation des actifs. Lorsque le système lamellaire est spécifiquement optimisé pour l'encapsulation, il permet de solubiliser des molécules au cœur de sa matrice tridimensionnelle. Les ingrédients hydrophiles trouvent leur place dans les feuillets d'eau, tandis que les composés lipophiles s'intègrent dans les bicouches de tensioactifs. Cette configuration compartimentée agit comme un bouclier qui stabilise et protège des actifs facilement altérables, tels que la vitamine C.

Il faut toutefois souligner que l'émulsion lamellaire ne peut pas être utilisée dans toutes les formulations.

En raison de son équilibre physico-chimique complexe, le réseau de cristaux liquides lamellaires s’avère particulièrement sensible aux variations de pH et à la présence de composés chargés positivement ou négativement. L'intégration de certains principes actifs à fort dosage se révèle donc très difficile, voire impossible, sans déstabiliser complètement l'émulsion. C'est le cas notamment des soins intégrant un pourcentage élevé d'AHA, dont la forte acidité rompt les liaisons entre les tensioactifs et entraîne le déphasage de la crème. L'émulsion lamellaire reste une galénique de pointe, réservée à des associations d'actifs bien spécifiques.

• CHORILLI M. & al. Nanotechnology-based drug delivery systems for treatment of tuberculosis — A review. Journal of Biomedical Nanotechnology (2016).

• NATH L. & al. Liquid crystals: An approach in drug delivery. Indian Journal of Pharmaceutical Sciences (2019).

• LAWRENCE M. J. & al. The influence of co-surfactants on lamellar liquid crystal structures formed in creams. Pharmaceutics (2020).

• RICCI LEONARDI G. & al. Stabilization of vitamin C in emulsions of liquid crystalline structures. International Journal of Pharmaceutics (2021).

• SAKAI H. & al. Novel O/W emulsions by utilizing a vesicle/disc transformation of polyether modified silicone. Journal of Oleo Science (2023).

• WONGRAKPANICH A. & al. Influence of the emulsifier on nanostructure and clinical application of liquid crystalline emulsions. Scientific Reports (2023).

• NAVAILLES L. & al. Emulsification of lyotropic lamellar phases: New formulation routes for stabilized water-in-water emulsions. Soft Matter (2025).