Dès la fin des années 1930, avec la création des congés payés, les stations balnéaires se sont développées et multipliées. Ainsi, s'exposer au soleil est devenu une activité à part entière. La notion de bronzage, qui n'était auparavant qu'un phénomène physiologique inévitable, s'est peu à peu transformée en véritable mode. Cependant, médecins et scientifiques ont récemment lancé des alertes contre les risques encourus lors d'une exposition prolongée au soleil. Cela a provoqué une désaffection pour l'exposition au soleil et il a fallu trouver des solutions alternatives pour être bronzé. Les produits cosmétiques autobronzants sont l'une de ces alternatives.

  • La peau et le soleil

 Les rayons du soleil sont des ondes électromagnétiques (combinaison d'un champ électrique et d'un champ magnétique périodiques dans le temps et dans l'espace) caractérisés par leur longueur d'onde, souvent notée λ. La longueur d'onde est inversement proportionnelle à l'énergie transportée par les rayons et l'ensemble de toutes les valeurs possibles de λ constitue le spectre électromagnétique.



Figure 1 : le spectre électromagnétique du soleil

 

Dans la gamme de longueur d'onde du soleil, il faut remarquer que ce sont les rayons ultraviolets qui ont un effet notoire sur la peau :

  • Les UV C sont les plus énergétiques. Ils sont heureusement arrêtés par la couche d'ozone, sinon, ils nous brûleraient la peau
  • Les UV B sont les rayons qui ont un effet bénéfique sur la peau : ils assurent un brunissement de longue durée
  • Les UV A sont responsables du bronzage immédiat mais également du vieillissement de la peau
  • La peau et les autobronzants

Les autobronzant se présentent sous la forme de crèmes, de laits corporels, de sprays et même, désormais, sous la forme de lingettes imprégnées d'une lotion. Quelle que soit la texture, les produits autobronzants ont un point commun : ils contiennent une molécule particulière qui leur confère leur aptitude à provoquer le brunissement de la peau. Ce composé indispensable est appelé principe actif. Dans la majorité des autobronzants actuellement commercialisés, les principe actif est la dihydroxyacétone (DHA).



Figure 2 : formule semi-développée de la DHA

La DHA interagit avec la surface de la peau, appelée couche cornée, constituée de cellules mortes ayant perdu leurs noyaux. Une réaction chimique a lieu entre la DHA et des molécules présentent partout dans l'organisme, les acides aminés. Comme leur nom l'indique, les acides aminés comportent une fonction acide carboxylique (indiquée en vert dans les exemples suivants et une fonction amine (indiquée en rouge dans les exemples suivants) : ces composés comportent l'élément Azote N, comme l'ammoniac NH3. La fonction amine est indispensable à la réaction avec la DHA, appelée réaction de Maillard, en hommage au scientifique qui l'a découverte.



Figure 3 : quelques exemples d'acides aminés

 



Figure 4 : photo de Louis Camille Maillard
(1878 - 1936)

La réaction de Maillard est une réaction multi étape : elle se fait en trois temps :

  • Condensation de la fonction amine de l'acide aminé sur la fonction carbonyle C=O de la DHA
  • Elimination d'eau H2O conduisant à une base de Schiff (composé contenant une double liaison entre un atome d'azote N et un atome de carbone C)
  • Réarrangement de la molécule obtenu



Figure 5 : les 3 étapes de la réaction de Maillard de la DHA


Légende : R représente la partie de l'acide aminé autre que la fonction amine

Le produit final comporte une fonction carbonyle, comme la DHA, et est donc susceptible de réagir avec un autre acide aminé selon un mécanisme similaire. Ainsi, le processus se répète plusieurs fois et donne naissance aux composés responsables de la coloration brune de la peau. Ces pigments sont appelés mélanoidines.

Le principal intérêt de la DHA est qu'elle interagit avec les cellules mortes de la couche cornée uniquement : elle n'est pas absorbée par le corps. Par conséquent, elle ne présente aucune toxicité pour l'organisme lors de l'application cutanée. Cette molécule a été déclarée sure et adaptée à un usage cosmétique pour la coloration de la peau par l'organisme américain Food & Drug Administration.

  • Composition d'un autobronzant

Les autobronzants sont des produits cosmétiques finis : ils ne contiennent pas seulement le principe actif (bien qu'il en soit un ingrédient primordial) mais tout un ensemble de composés chimiques dans des proportions très précises, choisies en fonction du cahier des charges. Notamment, un produit autobronzant comporte :

    • Des solvants : de l'eau H2O et des solvants organiques comme le Sorbeth-30
    • Des émulsifiants (qui confèrent au produit sa texture particulière) comme l'isoceteth-20
    • Des conservateurs antibactériens (qui assurent une plus longue durée de vie du produit) comme le propylène glycol.

Divers additifs interviennent également. Ils sont parfois propres à chaque marque et confère aux produits finis des propriétés supplémentaires, créant ainsi une valeur ajoutée qui distingue le produit de la concurrence : certains contiennent des composés hydratants (les céramides par exemple), d'autres des vitamines (vitamines A, E et B) ou des filtres solaires (qui interviennent aussi dans les crèmes solaires).

Figure 6 : formules semi-développées de quelques exemples de composés présents dans la formule d'un autobronzant commercial

Formule chimique

Nomenclature

 

PPG – 15 Stéaryl- Ether

 

 

Eau

 

Isoceteth - 20

Depuis quelques années, les produits autobronzants figurent en bonne place dans la gamme des produits solaires. Ainsi, de nombreuses marques ont mis sur le marché leur produit autobronzant, si bien que la gamme de prix est aujourd'hui très large.

Les autobronzants s'inscrivent dans le marché de la dermocosmétologie qui regroupe les produits de soins de la peau, de soins capillaires et les produits pour bébés. Ce marché est en développement constant et représente un chiffre d'affaires de 1451 millions d'euros…

Extrait du dossier "Chimie pour Tous", ce texte a été rédigé dans le cadre d'une convention entre le Département Sciences Chimiques du CNRS et la Junior Entreprise de l'École nationale supérieure de chimie de Paris (ENSCP).

 

     © CNRS   -  Contacts   - Crédits