À quoi servent les tensioactifs ?

Aussi appelés agents de surface, les tensioactifs sont des composés organiques ou organométalliques amphiphiles. D'un point de vue structurel, ils possèdent une tête polaire attachée à une longue queue non polaire. Cette caractéristique confère aux tensioactifs des fonctionnalités hydrophobes et hydrophiles utiles en formulation cosmétique. D'un point de vue chimique, ces molécules agissent en abaissant la tension superficielle du solvant. Pour cela, les tensioactifs s'agrègent aux interfaces entre l'eau et les substances non solubles dans l'eau et forment des micelles. Leur partie hydrophile leur permet de se lier aux molécules d'eau tandis qu'ils peuvent se lier aux matières grasses via leur partie hydrophobe.

Un tensioactif est une molécule qui permet de lier deux liquides qui ne se mélangent pas habituellement, à l’instar de l’eau et de l’huile.

Une émulsion est dite normale lorsque la phase huileuse est dispersée sous forme de gouttelettes entourées par les micelles des tensioactifs, tandis qu'elle est qualifiée d'inverse lorsque c'est la phase aqueuse qui forme ces gouttelettes, encapsulées au cœur des micelles. L'émulsion normale est la plus courante en cosmétique. On distingue quatre catégories de tensioactifs :

• Les tensioactifs anioniques : Lorsqu'ils sont dissous dans l'eau, ces tensioactifs produisent un groupe actif de surface chargé négativement. Les tensioactifs anioniques ont été les premiers à être utilisés en cosmétique et constituent encore aujourd'hui la majorité des agents de surface. Ils peuvent agir comme agents moussants, agents antistatiques, dispersants, détergents, émulsifiants ou encore stabilisants dans les formulations. Le sodium lauryl sulfate (SLS) et l'ammonium lauryl sulfate (ALS) sont les tensioactifs anioniques les plus employés dans les produits de nettoyage. Ils sont néanmoins critiqués pour leurs effets irritants.

• Les tensioactifs cationiques : Les agents de surface cationiques forment des micelles chargées positivement. Ils ne sont pas utilisés dans les formules nettoyantes mais ils constituent de bons conditionneurs et sont fréquemment retrouvés dans les produits capillaires. Petite particularité des tensioactifs cationiques : ils ne sont pas rincés par l'eau. En effet, la peau étant chargée négativement, lorsqu'une formulation avec un agent cationique est appliquée à sa surface, les deux forment une liaison ionique. Le bromure de cétrimonium (CTAB) et le chlorure de benzalkonium sont parmi les tensioactifs cationiques les plus utilisés.

• Les tensioactifs non-ioniques : Ce type de tensioactifs ne porte pas de charge. Ils sont souvent utilisés en complément des agents de surface anioniques car ils réduisent l'irritation associée à ces derniers. Les tensioactifs non-ioniques peuvent également épaissir les formulations. Les séries Tween, les alcools gras et les PEG sont les agents de surface non ioniques les plus courants.

• Les tensioactifs zwitterioniques ou amphotères : Ces tensioactifs particuliers peuvent avoir une charge positive ou négative, en fonction du pH du milieu dans lequel ils sont dissous. Ils sont surtout utilisés dans les shampooings, les après-shampooings et les produits nettoyants et sont souvent moins irritants que les tensioactifs anioniques. On retrouve par exemple dans cette catégorie de tensioactifs la bétaïne de cocamidopropyle et la babassuamidopropyl betaïne.

Dans une formule cosmétique, les tensioactifs peuvent apporter différents effets selon leur type, leur concentration et leur équilibre hydrophile-lipophile (HLB). Cette échelle allant de 0 à 20 évalue leur solubilité dans l'eau, c'est-à-dire l'importance de leur pôle hydrophile par rapport à leur pôle hydrophobe. Selon leur HLB, les tensioactifs peuvent être classés de la façon suivante :

Grâce à leurs propriétés physico-chimiques particulières et à leur diversité, les tensioactifs peuvent assurer de nombreuses fonctions en cosmétique.

• Les tensioactifs stabilisent les cosmétiques.

  L'un des premiers rôles des tensioactifs est de permettre le mélange entre deux liquides normalement immiscibles, comme l’eau et l’huile, afin d'obtenir une émulsion stable, ce qui est essentiel en cosmétique. Les propriétés émulsifiantes des tensioactifs leur viennent de leur structure amphiphile, leur permettant de se lier à la fois à l'eau et aux textures grasses et de les maintenir ensemble.

• Les tensioactifs peuvent aider à allonger la durée de vie d'un produit.

  Les stabilisateurs d’émulsion jouent un rôle clé dans la longévité et la stabilité d'un produit cosmétique en empêchant la séparation des phases. Ils peuvent agir de deux façons : en renforçant l'interface entre les gouttelettes de la phase dispersée et la phase dispersante, ce qui rend la rupture de l’émulsion plus difficile, et en induisant une répulsion électrostatique entre les gouttelettes, empêchant ainsi leur coalescence. Cela permet aux gouttelettes d'huile ou d'eau de rester séparées et en suspension dans le mélange, assurant ainsi une meilleure durée de vie aux cosmétiques.

• Les tensioactifs peuvent faciliter l’élimination des impuretés.

  La configuration amphiphile des tensioactifs leur permet de capturer les impuretés présentes à la surface de la peau, telles que le sébum, la poussière ou les résidus de maquillage, souvent hydrophobes. En se liant à ces impuretés avec leur extrémité lipophile et à l’eau avec leur extrémité hydrophile, les détergents permettent de les dissoudre dans l'eau et de les éliminer lors du rinçage. Ce processus repose sur la formation de micelles, des structures sphériques où les impuretés sont emprisonnées dans leur centre hydrophobe.

• Les tensioactifs peuvent former de la mousse.

  Les agents moussants sont un sous-groupe des tensioactifs responsables de la formation de mousse lorsque le produit est agité ou appliqué sur la peau. Leur fonction principale est d'encapsuler un gaz, généralement de l'air, dans un liquide, pour créer des bulles stables. Plus concrètement, les agents moussants stabilisent la mousse et ralentissent son effondrement. La formation de mousse à partir d'un produit nettoyant est souvent perçue comme un signe de nettoyage efficace, bien que sa présence ne soit pas directement liée à l'efficacité du détergent.

• Les tensioactifs permettent de solubiliser les substances en formant des micelles.

  Les agents dispersants sont également utilisés pour assurer une distribution uniforme des particules insolubles dans un liquide. Par exemple, ils peuvent aider à maintenir les pigments et les filtres solaires en suspension et éviter leur dépôt au fond du produit. Cette propriété de certains tensioactifs repose à nouveau sur la formation de micelles capables d'emprisonner les substances lipophiles ou hydrophiles en leur centre.

• Les tensioactifs facilitent l'étalement des produits cosmétiques.

  En abaissant la tension superficielle entre les cosmétiques et la peau ou les cheveux, les agents mouillants permettent aux produits de mieux s'étendre sur la surface cutanée ou capillaire. Cela permet non seulement de faciliter leur application mais aussi d'améliorer leur répartition et, indirectement, leur efficacité.

Quels tensioactifs retrouve-t-on dans les soins Typology ?

Chez Typology, par principe de précaution, nous excluons les tensioactifs potentiellement irritants, comme le sodium lauryl sulfate. Nous utilisons préférentiellement le caprylyl/capryl glucoside, la coco bétaïne, le coco-glucoside, le décyl glucoside, le lauroyl sarcosinate de sodium et le lauryl glucoside, des tensioactifs doux pour la peau et le cuir chevelu et possédant les diverses propriétés évoquées ci-dessus.

• PRADA-RPDRIGUEZ D. & al. Surfactants in Cosmetics: Regulatory Aspects and Analytical Methods. Analysis of Cosmetic Products (2018).

• KUMAR S. & al. Use of surfactants in cosmetics and cleansers: a review. International Journal of Multidisciplinary Educational Research (2013).

• BAKI G. Introduction to Cosmetic Formulation and Technology. Wiley (2023).