Acides gras et qualités du savon : dureté, pouvoir lavant, douceur

Une huile ne compte pour le savon qu’à travers les acides gras qu’elle apporte. Savoir ce que fait chaque acide, et comment un calculateur transforme des acides en cinq qualités chiffrées, vous permet de lire une recette d’un coup d’œil et de voir où les chiffres cessent de vouloir dire quoi que ce soit.

Deux propriétés décident de presque tout

Les acides gras de savonnerie diffèrent de deux façons : la longueur de leur chaîne, de 12 à 18 carbones pour ceux qui comptent le plus, et le nombre de doubles liaisons qu’elle porte, d’aucune à trois. L’acide ricinoléique, celui de l’huile de ricin, ajoute un troisième trait, un groupe hydroxyle à mi-longueur.

L’effet de la longueur de chaîne se voit dans la facilité avec laquelle chaque savon de sodium se dissout. Sous une température appelée son point de Krafft, un savon se dissout à peine ; au-dessus, il forme des micelles et mousse. Pour les savons de sodium saturés, le point de Krafft monte fortement avec la longueur de chaîne : environ 25 °C pour le laurate (C12), 45 °C pour le myristate (C14), 60 °C pour le palmitate (C16) et 71 °C pour le stéarate (C18). Dans une eau de lavage tiède, le laurate passe donc aussitôt en solution, ce qui donne une mousse rapide et abondante et un fort pouvoir dégraissant, alors que le stéarate se dissout à peine, ce qui fait durer le savon, et apporte dans un mélange une mousse lente, fine et crémeuse.

Une double liaison, sous sa forme naturelle habituelle, coude la chaîne, et des chaînes coudées ne peuvent pas s’empiler en un cristal serré. L’oléate de sodium se dissout donc bien plus facilement que le stéarate de sodium, le savon saturé de même longueur, et paraît doux et glissant, et un savon qui en est riche reste mou tant qu’il n’a pas perdu son eau. Chaque double liaison supplémentaire rend le savon encore plus mou et, comme l’explique une section plus loin, plus prompt à rancir.

Le vrai savon est toujours un mélange, et les mélanges ne se contentent pas de faire la moyenne. Des chercheurs d’Unilever ont mesuré le mélange de laurate et d’oléate de sodium que les chimistes du savon appellent l’eutectique du savonnier, et ont trouvé son point de Krafft abaissé de plus de 15 °C à environ moitié-moitié. Le mélange compte aussi pour la douceur envers la peau. Le laurate de sodium pur a irrité la peau de la plupart des volontaires lors d’un test d’exposition ouverte répétée, et les auteurs ont averti que le savon ordinaire, un mélange de longueurs de chaîne moins irritantes, ne peut pas être jugé d’après ce résultat.

Les huit acides en un coup d’œil

Plages tirées des normes du Codex et des autres documents primaires cités sur la fiche de chaque huile ; karité d’après Akihisa et al. (2010).

Deux autres acides méritent une ligne. L’huile de coco contient 5–10 % d’acide caprylique (C8) et 5–8 % d’acide caprique (C10), dont les savons sont plus solubles encore, et les qualités chiffrées ne les comptent nulle part.

Watson décrit sans détour la différence de mousse : une mousse légère à grosses bulles avec les huiles de coco et de palmiste, et une mousse plus dense et plus stable avec des huiles comme l’olive.

Comment se calculent les cinq chiffres

Les qualités chiffrées sont de simples sommes des pourcentages d’acides gras du mélange, c’est-à-dire du profil de chaque huile pondéré par sa part dans les huiles :

• Dureté = laurique + myristique + palmitique + stéarique
• Pouvoir lavant = laurique + myristique
• Douceur = oléique + linoléique + linolénique + ricinoléique
• Mousse bulleuse = laurique + myristique + ricinoléique
• Mousse crémeuse = palmitique + stéarique + ricinoléique

Pour le savon 40/30/30, le mélange contient 14,8 % d’acide laurique, 6,1 % de myristique, 21,2 % de palmitique, 3,4 % de stéarique, 41,9 % d’oléique, 8,6 % de linoléique et 0,3 % de linolénique. La dureté vaut 14,8 + 6,1 + 21,2 + 3,4, que le calculateur arrondit à 45 ; le pouvoir lavant et la mousse bulleuse valent tous deux 21 ; la douceur 51 ; la mousse crémeuse 25. Notre savon classique olive, coco et palme échange 5 % du coco contre de l’huile de ricin, ce qui fait passer la mousse bulleuse et la mousse crémeuse au-dessus du pouvoir lavant.

Relisez les formules et les cinq noms se révèlent être quatre sommes combinées de différentes façons : la paire laurique et myristique, la paire palmitique et stéarique, le ricinoléique, et les acides insaturés en C18. La dureté et la douceur sont presque l’image inversée l’une de l’autre, parce qu’à elles deux elles comptent presque tous les acides de la plupart des huiles ; pour le savon 40/30/30, elles totalisent 96, et les quelques pour cent manquants sont des acides que la convention ignore. Les bandes recommandées disent deux fois la même chose : dureté 29–54 et douceur 44–69 totalisent 98 à chaque extrémité. La mousse bulleuse, c’est le pouvoir lavant plus le ricinoléique : sans huile de ricin, les deux sont identiques. Équilibrer cinq qualités revient en réalité à équilibrer trois parts, la paire laurique, la paire palmitique et stéarique et le reste insaturé, avec le ricin à part.

La convention a aussi des angles morts dans ce qu’elle compte. Les acides caprylique et caprique, 14 % de l’huile de coco, ne comptent nulle part. L’acide palmitoléique (C16:1) non plus, qui fait un cinquième de l’huile de macadamia, ni les acides à 20 et 22 carbones de l’huile de meadowfoam et de l’huile de jojoba. Ce site ajoute à la douceur l’acide γ-linolénique et les acides conjugués de la grenade, et le signale comme sa propre extension sur la page des formules.

D’où viennent les plages

Les plages habituelles sont dureté 29–54, pouvoir lavant 12–22, douceur 44–69, mousse bulleuse 14–46 et mousse crémeuse 16–48, avec indice d’iode 41–70 et INS 136–165 à côté. C’est une convention que partagent les calculateurs de saponification amateurs depuis le milieu des années 2000. Nous ne connaissons aucune étude publiée qui les fonde ; elles décrivent où se situaient les recettes populaires à plusieurs huiles, ce qui en fait une carte utile d’un terrain familier et un piètre juge de tout ce qui en sort.

La preuve la plus claire est un savon plus ancien que tout calculateur. Un savon d’huile d’olive pure obtient dureté 17, pouvoir lavant 0, douceur 82, mousse bulleuse 0, mousse crémeuse 17, iode 85 et INS 106 : hors de six des sept plages. Pourtant, des savons à l’huile d’olive comme ceux de Castille, de Marseille et d’Alep se font autour de la Méditerranée depuis des siècles, et un savon de Castille bien curé est un savon ferme, durable et doux. Les chiffres se trompent pour des raisons simples. La dureté ne compte que les acides saturés et ignore l’eau et le temps : l’oléate de sodium est un savon solide, et un savon de Castille mou et glissant à six semaines est dur après une longue cure. Un pouvoir lavant de 0 dit seulement qu’il n’y a ni acide laurique ni acide myristique ; le savon d’olive lave parfaitement bien. Une mousse bulleuse de 0 décrit une mousse lente à venir et peu abondante, ce qui est bien la façon dont mousse un savon de Castille.

Si un savon vous convient, vos propres chiffres sont un meilleur guide que le tableau. Avec un compte Maker, le calculateur peut enregistrer un objectif pris sur une recette qui a marché, et juger les nouvelles recettes par rapport à lui plutôt qu’aux plages habituelles.

Saturés, insaturés, et l’acide qui rancit

Les doubles liaisons sont les points où l’oxygène attaque une graisse, et l’endroit le plus vulnérable est un carbone situé entre deux doubles liaisons, dont les hydrogènes partent facilement. L’acide oléique n’a pas de tel carbone, le linoléique en a un et le linolénique deux. Dans une mesure classique, chaque double liaison supplémentaire a au moins doublé la vitesse d’oxydation (Holman et Elmer, 1947), et des travaux ultérieurs ont montré que l’oxydabilité augmente en proportion du nombre de ces carbones intermédiaires (Cosgrove et al., 1987). Un savon riche en acide oléique se conserve bien ; un savon riche en acides linoléique et linolénique est celui qui prend des odeurs de rance et se couvre de taches orange.

La convention compte les trois dans la douceur : une recette peut donc augmenter son chiffre de douceur avec l’acide même qui risque le plus de raccourcir sa conservation. Les huiles de chanvre et de lin obtiennent une forte douceur et comptent parmi les huiles les moins stables de l’étagère d’un savonnier. Le panneau des qualités ne vous préviendra pas ; l’indice d’iode et les totaux d’acides linoléique et linolénique le feront.

L’acide ricinoléique est l’exception. L’huile de ricin contient 85–92 % d’acide ricinoléique, dont le savon est si soluble que Failor traite le ricin comme un solvant partiel dans le savon transparent. Dans un savon en pain, il soutient la mousse des autres savons, et c’est le seul acide compté dans trois qualités à la fois : 5 % d’huile de ricin font donc monter la douceur, la mousse bulleuse et la mousse crémeuse d’environ quatre points chacune. Trop de ricin donne un savon mou et collant ; la plupart des recettes gardent le ricin entre 5 et 10 %.

Ce que les chiffres ne voient pas

Les cinq qualités lisent le profil d’acides gras des huiles et rien d’autre. Elles ne voient pas :

• le surgraissage, qui change le toucher d’un savon bien plus qu’un ou deux points de douceur ;
• l’eau et la cure, qui décident de la dureté d’un savon le jour où vous l’utilisez ;
• la matière insaponifiable, comme les quelques pour cent de stérols et d’alcools triterpéniques du beurre de karité ;
• les additifs, du sucre qui dope la mousse à l’argile et au sel ;
• les acides hors convention, et la différence entre une chaîne oléique stable et une chaîne linolénique fragile.

Prenez les chiffres pour ce qu’ils sont, un moyen rapide de comparer des recettes par ailleurs semblables, ce pour quoi ils ont été conçus.

Concevoir par les acides : un exemple

Supposons que vous vouliez un savon du quotidien sans huile de palme : un pouvoir lavant modéré, la dureté d’un savon à la palme, un peu de mousse grâce au ricin, et peu d’acides polyinsaturés pour une longue conservation. Procédez acide par acide.

1. Le pouvoir lavant par une huile laurique. L’huile de coco contient 68 % d’acides laurique et myristique : 25 % de coco donnent donc un pouvoir lavant de 17, au milieu de la plage habituelle.
2. La dureté par le palmitique et le stéarique. Le beurre de karité contient 45 % d’acides palmitique et stéarique : 20 % de karité ajoutent donc 9 points ; 40 % d’huile d’olive en ajoutent 6,6, le coco 3,0 et le reste environ 1. Avec les 17 du pouvoir lavant, la dureté arrive à 37.
3. La mousse par le ricin. 5 % d’huile de ricin apportent 4,4 % d’acide ricinoléique, ce qui porte la mousse bulleuse à 21 et la mousse crémeuse à 24.
4. Le reste riche en oléique. L’huile d’olive et l’huile de tournesol oléique remplissent les 50 % restants, ce qui garde l’acide linoléique à 7,8 % et le linolénique presque à zéro, et maintient l’indice d’iode à 59.

C’est le classique sans palme de ce site : 40 % d’olive, 25 % de coco, 20 % de karité, 10 % de tournesol oléique et 5 % d’huile de ricin. Le calculateur donne dureté 37, pouvoir lavant 17, douceur 60, mousse bulleuse 21, mousse crémeuse 24, iode 59 et INS 145, et 138,5 g d’hydroxyde de sodium pour 1000 g d’huiles à 5 % de surgraissage. Il montre aussi ce que les acides ne peuvent pas montrer : sur l’ensemble des plages de saponification publiées pour ces huiles, les 5 % de surgraissage pourraient en réalité se situer n’importe où entre 2,1 % et 8,0 %. Notre savon sans palme pour une première fournée en est le cousin plus simple, 60 % d’olive, 25 % de coco, 10 % de karité et 5 % de ricin, avec une dureté de 35 et un pouvoir lavant de 17.

Le guide de conception d’une recette suit la même démarche sur trois recettes complètes, et comparer des huiles met jusqu’à six profils côte à côte quand vous hésitez entre plusieurs candidates.