Mediachimie | Pourquoi ça frise ou ça défrise ?

Date de publication : Lundi 20 Février 2017
Rubrique(s) : Question du mois

Vous vous êtes parfois demandés pourquoi et comment vos cheveux frisaient sous la pluie ou chez le coiffeur ? Voyons si la chimie peut répondre à vos questions.

La structure du cheveu

On distingue trois parties dans le cheveu :

  1. la cuticule, partie externe qui ressemble à une surface d’écailles comme des tuiles imperméables qui protègent la tige du cheveu ;
  2. le cortex, formé de kératine sous forme de fibrilles d’environ 0,2 μm qui donnent au cheveu son élasticité et sa force (une mèche de 200 cheveux peut supporter la traction d’une masse de 10 à 20 kg) ;
  3. la région médullaire, partie creuse au centre de la tige du cheveu.

La kératine

La kératine est une protéine constituée d’acides aminés différents (1) reliés entre eux par une liaison dite peptidique ou amide (2). Cela crée des chaines polypeptidiques. Celles de la kératine du cheveu présentent une disposition spatiale particulière en hélices appelées α (3), qui s’associent entre elles et s’entrelacent. Cette cohésion est principalement due à des liaisons hydrogène (liaison H) entre les atomes H portés par les atomes d’azote et les atomes d’oxygène portés par les groupes carboxyles (4). Certaines parties des chaines présentent aussi des interactions électrostatiques entre les groupes carboxylates (R-COO-) chargés négativement et les dérivés aminés (R’-NH3+) chargés positivement. Ces interactions confèrent sa résistance à la kératine. Elles peuvent se rompre et se refaire réversiblement, permettant un « façonnage » du cheveu !

Parmi les acides aminés présents, la cystéine (5) qui possède une fonction thiol (SH), joue un rôle particulier. Des ponts disulfures (S-S) peuvent s’établir entre deux atomes de soufre de chaines différentes. Ces ponts disulfures résistent bien à l’étirement et contribuent à l’élasticité du cheveu.

Lissage et mise en plis

Modifier la frisure ou le lissage des cheveux, c’est modifier les liaisons entre les chaînes polypeptidiques. L’eau par exemple brise les liaisons H ; les atomes H de la kératine ont alors tendance à se lier plus facilement avec les atomes O de l’eau H2O (6). Le cheveu mouillé peut se distendre, être déformé ou lissé plus facilement. Il y a un glissement et un étirement provisoire des chaînes de kératine. En le séchant des liaisons H et des interactions électrostatiques se reforment à d’autres endroits. Le cheveu pourra garder sa nouvelle forme un certain temps.

Utiliser une laque ou un spray permet, en recouvrant d’une fine couche les cheveux, de les maintenir en forme et éviter que la pluie vienne friser la chevelure lissée ou détendre la mise en plis !

Provoquer une frisure « permanente »

Les cheveux vont subir deux types d’actions.
La première action consiste à casser les ponts S-S par une réduction en milieu basique. Les chaines polypeptidiques sont alors relâchées. Les cheveux peuvent être enroulés à volonté, étirés et lissés. Les atomes de soufre des différentes chaines se retrouvent alors dans une nouvelle disposition.

La deuxième réaction va consister en une oxydation permettant de créer de nouveaux ponts disulfures fixant ainsi la nouvelle frisure ou le lissage recherchés.

Les shampoings, après-shampoings, démêlants et autres produits capillaires ont des formulations très complexes pour améliorer entre autre la souplesse, le démêlage et la brillance. Leurs actions consistent toujours à modifier les interactions des chaines polypeptidiques de la kératine entre elles.

 

(1) Un acide aminé a pour formule générale R CH(NH2) COOH

(2) La liaison peptidique ou amide présente l’enchaînement suivant d’atomes :

(3) La laine est également constituée de kératine α. Il existe une autre forme spatiale de la kératine dite en hélice β, que l’on rencontre dans la soie.

(4) Schéma de la liaison H symbolisée par le pointillé

(5) La cystéine contient un atome de soufre en plus des fonctions amine et acide carboxylique HS-CH2CH(NH2)-COOH

(6) Schéma de la liaison H entre l’eau et le groupe amine :