Les métaux de transition en cosmétique

LES PRODUITS COSMETIQUES

Qu’est-ce qu’un produit cosmétique ?

Un produit cosmétique est toute substance ou mélange destiné à être mis en contact avec les diverses parties superficielles du corps humain, notamment l’épiderme, les systèmes pileux et capillaire, les ongles, les lèvres et les organes génitaux externes ou avec les dents et les muqueuses buccales. En vue, exclusivement ou principalement, de les nettoyer, de les parfumer, d’en modifier l’aspect, de les protéger, de les maintenir en bon état ou de corriger les odeurs corporelles [4].
Un produit cosmétique est donc toute solution appliquée seule ou mélangée à d’autres substances sur toutes les zones indiquées du corps humain.
Les produits cosmétiques permettent donc de nous embellir ou de modifier notre apparence avec des produits dits superficiels. Ils correspondent donc à l’ensemble des produits de beauté pour notre corps et notre visage.

Quelle frontière entre produit cosmétique et médicament ?

Il est difficile de trouver une frontière entre un produit cosmétique et un médicament.
Un médicament est défini comme toute substance ou composition possédant despropriétéscuratives ou préventives à l’égard des maladies humaines ou animales. C’est aussi toute substanceou composition pouvant être utilisée chez l’homme ou chez l’animal pour établir undiagnostic médical. De plus, il restaure, corrige ou modifie les fonctions physiologiques enexerçant une action pharmacologique, immunologique ou métabolique [4]. D’une part, parcomparaison de cette définition à celle d’un produit cosmétique, nous dirons que la différence entre produit cosmétique et médicament est qu’un produit cosmétique doit nettoyer, parfumer, modifier l’aspect, protéger, maintenir en bon état ou corriger les odeurs corporelles alors qu’un médicament présente une efficacité thérapeutique vis-à-vis d’un individu malade. D’autre part, contrairement à un médicament, un produit cosmétique ne requiert pas une AMM pour sa commercialisation.

Les différentes catégories des produits cosmétiques

Les produits cosmétiques sont classés par l’ANSM en quatre groupes : les produits pour la peau, les produits d’hygiène, les produits capillaires et les autres.
 Produits pour la peau
– produits solaires ;
– produits de bronzage sans soleil ;
– produits permettant de blanchir la peau ;
– crèmes, émulsions, lotions, gels et huiles ;
– masques de beauté ;
– produits pour bains et douches (sels, mousses, huiles, gels) ;
– fonds de teint (liquides, pates, poudres) ;
– poudres pour maquillage, poudres à appliquer après le bain, poudres pour l’hygiène corporelle ;
– produits anti-rides ;
– produits pour le rasage (savons, mousses, lotions) ;
– produits de démaquillage ;
– produits destinés à être appliqués sur les lèvres.
 Produits d’hygiène
– savons de toilette, savons déodorants ;
– produits d’hygiène dentaire et buccale ;
– produits d’hygiène intime externe ;
– déodorants et antiperspirants.
 Produits capillaires
– colorants capillaires ;
– produits pour l’ondulation, le défrisage et la fixation des cheveux ;
– produits de mise en plis ;
– produits de nettoyage pour cheveux (lotions, poudres, shampoings) ;
– produits d’entretien pour la chevelure (lotions, crèmes, huiles) ;
– produits de coiffage (lotions, laques, brillantines).
 Autres
– parfums, eaux de toilette et eaux de Cologne ;
– dépilatoires ;
– produits pour les soins et le maquillage des ongles.

Composition d’un produit cosmétique

Un produit cosmétique est un mélange de plusieurs composants répartis en trois familles :
 Les ingrédients : ils entrent en jeu dans la composition d’un produit cosmétique.
Dans certaines formes de produits cosmétiques les ingrédients sont exclusivement lipophiles ou hydrophiles. Tandis que dans d’autres formes nousretrouvons les deux types d’ingrédients. Dans ce dernier cas des tensioactifs sont ajoutés pour faciliter la cohabitation des deux types d’ingrédients. Certains ingrédients vont venir renforcer la base de la formulation pour donner au produit sa forme attendue. Ils sont souvent indispensables, on les appelle généralement les agents de texture et il en existe beaucoup [5].
 L’actif : c’est le responsable de la qualité du produit cosmétique.
 Additifs : ce sont des ingrédients responsables de la couleur, de l’odeur et de la protection du produit cosmétique.
Parmi les substances utilisées dans les produits cosmétiques il y a ceux qui présentent des risques énormes pour la santé. C’est pourquoi certaines sont interdites et d’autres sont autorisées à de faibles concentrations.
Cette composition des produits cosmétiques est résumée à la figure 1

Comment conserver un produit cosmétique ?

Les produits cosmétiques comme les aliments et d’autres produits en contact direct avec les mains des consommateurs peuvent être contaminés par des microorganismes. C’est cequi entraîne une dégradation du produit, une perte d’efficacité, un risque d’irritation, d’infection ou d’autres effets nocifs pour la santé des consommateurs [7]. Ces nombreux risques favorisent souvent la croissance des microbes. Ainsi la conservation des produits cosmétiques devient indispensable [8]. Pour protéger et maintenir un produit cosmétique en bon état, on y ajoute un ou plusieurs conservateur(s).
Les agents conservateurs sont des ingrédients ou des substances qui ont la faculté d’empêcher ou de réduire la prolifération microbienne dans un produit cosmétique. Ils protègent donc les produits de la contamination par des microorganismes, comme les bactéries et les champignons, durant leur commercialisation et leur utilisation par les consommateurs. Les conservateurs permettent de prolonger la durée de validité des produits cosmétiques [7].
De plus les agents conservateurs doivent avoir la capacité d’agir spécifiquement contre les cellules microbiennes, ils ne doivent pas intervenir contre les cellules humaines [8].
Les parabènes sont les conservateurs les plus utilisés dans les produits cosmétiques grâce à leur forte activité antibactérienne et antifongique. Par contre, certains conservateurs sont interdits dans les produits cosmétiques c’est le cas des perturbateurs endocriniens, les allergisants et les irritants. Amadou Sow mémoire de master FST/UCAD 2018-2019 6

LES METAUX DE TRANSITION DANS LA FORMULATION D’UN PRODUIT COSMETIQUE

Rappel de la définition d’un métal de transition

Un métal de transition selon l’IUPAC, est un élément chimique dont les atomes ont une sous-couche électronique d incomplète, ou qui peuvent former des cations dont la sous-couche électronique d est incomplète. Autrement dit c’est un élément chimique dont l’état atomique possède une sous-couche d partiellement remplie. Les métaux de transition jouent un rôle très important dans la vie de tous les jours. En cosmétique certains métaux de transition et leurs dérivés sont utilisés comme ingrédients, actifs ou additifs dans les produits de beauté.

Rôle de quelques métaux de transition dans la formulation des produits cosmétiques

Il est très rare d’analyser un produit cosmétique sans y trouver des traces de métaux de transition. Ainsi nous constatons que les métaux de transition les plus utilisés dans la formulation des produits cosmétiques sont : le Fer, le Zinc, le cuivre, le chrome, le manganèse et le titane.

Le Fer

Le fer de symbole Fe (Z=26) est un métal de transition de configuration électronique [18Ar] 4s2 3d6, il appartient à la première série des métaux de transition, il est de couleurgrise argentée et a une forte masse volumique estimée à 7,86 g/cm³.Depuis longtemps il est utilisé dans la formulation de plusieurs produits cosmétiques. En effet la combinaison du fer et de l’oxygène appelée oxyde de fer est la forme la plus utilisée dans les produits de beauté. Les oxydes de fer ont été utilisés dans les produits cosmétiques depuis le début des années 1900. Trois oxydes de fer sont très sollicités dans la formulation des produits cosmétiques [9].
 L’oxyde de fer jaune : c’est un pigment jaune (figure 2) connu sous le nomd’oxyde ferrique monohydraté de formule Fe2O3.H2O.

Le zinc

Le zinc de symbole Zn (Z=30) est un métal de configuration électronique [18Ar] 4s2 3d10,il appartient à la première série des métaux de transition, il est connu depuis l’Antiquitémais il n’était pas utilisé à l’état pur. L’isolation de ce métal est à mettre au crédit du suédois Anton von Swab en 1742, ainsi qu’à l’allemand Andreas Marggraf en 1746. Le zinc pur se présente sous forme d’un métal gris, il est capable de se combiner avec l’oxygène et d’autres non métaux. Le zinc est largement utilisé dans les produits cosmétiques [15].
L’oxyde de zinc qui est un produit dérivé du zinc très utilisé dans les produits cosmétiques. Il est naturellement présent dans quelques gisements, mais la grande majorité présente sur le marché est produite industriellement [16]. L’oxyde de zinc est une substance minérale de formule ZnO qui se présente sous forme d’une poudre blanche très fine (figure 5).

Le Cuivre

Le cuivre de symbole Cu (Z=29) est un métal de configuration électronique [18Ar] 4s13d10 (exception à la règle de klechkowski), il appartient à la première série des métaux de transition. C’est un oligo-élément essentiel à la vie de tous les organismes vivants. Il est utilisé par l’homme depuis longtemps et est considéré comme le premier métal utilisépar l’homme. Il a accompagné les évolutions de toutes les civilisations jusqu’à nos jours [21].
Par exemple, le sulfate de cuivre est un dérivé de cuivre utilisé dans plusieurs produits cosmétiques.
– Le sulfate de cuivre (CuSO4) : il est obtenu en faisant réagir du cuivre avec de l’acide sulfurique selon l’équation suivante : Cu (s) + 2 H2SO4 (aq) CuSO4 (s) + SO2 (g) + 2 H2O(l)
C’est un composé chimique ionique souvent commercialisé sous forme anhydre, onle trouve également sous certaines formes hydratées. Sous sa forme anhydre, il estblanc et hygroscopique. Au contact de l’eau, il bleuit et forme du sulfate de cuivre hydraté (figure 6) [22].

Le chrome

Le chrome de symbole Cr (Z=24) est un métal de configuration électronique [18Ar]4s1 3d5 (exception à la règle de klechkowski), il appartient à la première série des métauxde transition. Il a été découvert en 1761 par l’allemand Johann Gottlieb Lehmann. C’estun minéralqui est aujourd’hui utilisé dans beaucoup de secteurs industriels.
En cosmétologie le chrome et l’oxyde de chrome sont utilisés dans la formulation desproduits de soins pour la peau et dans les colorants cosmétiques. L’oxyde de chrome de formule Cr2O3 est un dérivé du chrome utilisé en grande partiedans les produits cosmétiques, c’est un pigment inorganique vert (figure 7) synthétisé à partir du dichromate de sodium ou parfois extrait des ressources naturelles de la croûte terrestre [25].

Le manganèse

La découverte du manganèse revient au chimiste suédois, Johan Gottlieb Gahn (1745- 1818), qui l’a isolé en 1774, c’est un métal de symbole Mn (Z=25) et de configuration électronique [18Ar] 4s2 3d5, il appartient à la première série des métaux de transition. Ce minéral est depuis longtemps utilisé dans l’industrie de l’acier. Il est aujourd’hui utiliséen cosmétologie dans la formulation de nouveaux produits de beauté. Il est utilisé sousforme pure ou mélangé à d’autres substances.D’abord, le manganèse mélangé avec le diphosphate d’ammonium conduit à un pigmentviolet (figure 8). Il est très sollicité dans les produits cosmétiques [28].

Le titane

Le titane a été découvert en 1791 par le minéralogiste anglais William Gregor lorsqu’ilanalysait le sable noir, il le nomma menaccin. Le nom de titane a été attribué à ce minéral par le chimiste et minéralogiste allemand Martin Heinrich Klaproth en 1795 mais c’est en 1825 que le savant suédois Jöns Jacob Berzelius fut capable d’isoler cet élément [30].Le titane est un métal de symbole Ti (Z=22), il appartient à la première série des métauxde transition, sa configuration électronique est [18Ar] 4s23d2 . Il est utilisé en grandeproportion sous forme d’un pigment de couleur blanche (figure 9) appelé dioxyde de titane de formule TiO2.

CONCLUSION

En somme nous constatons que beaucoup de produits cosmétiques sont formulés à partir des métaux de transition. Ces métaux de transitions sont indispensables à la santé de notre peau malheureusement ils ne sont pas produits par notre organisme. Ainsi les produits cosmétiques contribuent en grande partie dans l’approvisionnement de ces éléments à l’organisme.
Le sol et le sous-sol sont les principales sources de métaux de transition. Ils sont isolés et purifiés pour être utilisés dans les produits de beauté. Il faut cependant noter que le rôledes métaux de transition ne se limite pas dans la formulation des produits cosmétiques, certains de ces métaux de transition peuvent également être utilisés comme catalyseurs dans les réactions de synthèse des conservateurs et des parfums pour les produits cosmétiques. Cependant une concentration élevée de métaux de transition peut être toxique pour l’organisme.
Ce travail mérite donc une étude approfondie par des analyses qualitative et quantitative qui permettront de mettre en évidence les métaux de transition présents dans un produit cosmétique et de déterminer leurs proportions.