Eau du savon : concentration de lessive, réduction d’eau, lessive préparée à l’avance

L’eau ne prend aucune part à la saponification. Elle dissout la soude pour que celle-ci puisse atteindre les huiles, puis l’essentiel quitte le savon pendant la cure. Kevin Dunn a souligné que c’est pour cela qu’une « réduction d’eau » n’a rien à réduire : la soude a une quantité chimiquement correcte pour un ensemble d’huiles donné, l’eau n’en a pas. Ce que l’eau a, ce sont des effets. Elle change la vitesse de la trace, la fermeté du pain le lendemain, la durée de cure des savons et leur retrait. Ce guide traite de ces effets, de la limite physique au peu d’eau que vous pouvez utiliser, et de la lessive préparée à l’avance.

Une quantité d’eau, trois façons de l’écrire

Les savonniers expriment l’eau de trois façons, et toutes trois décrivent les mêmes grammes :

• L’eau en pourcentage des huiles : 1000 g d’huiles à 38 %, cela fait 380 g d’eau.
• La concentration de lessive : la part de soude dans la solution de soude, soude ÷ (soude + eau). Une solution à 33 % contient 33 g de soude pour 100 g de solution.
• Le rapport eau : soude : 2 : 1 signifie deux fois le poids de la soude en eau.

La concentration et le rapport se convertissent directement, parce que tous deux ne concernent que la soude : un rapport de r pour 1 correspond à une concentration de 100 ÷ (1 + r) %. Le pourcentage des huiles demande la recette, parce qu’il dépend de la quantité de soude dont les huiles ont besoin. Pour 1000 g d’huiles à 40 % d’olive, 30 % de coco et 30 % de palme, avec 5 % de surgraissage, le calculateur demande 144,1 g d’hydroxyde de sodium, et, avec une solution à 33 %, 292,6 g d’eau, soit 29,3 % des huiles et un rapport de 2,03 : 1. Le calculateur affiche les trois côte à côte, quelle que soit celle que vous avez saisie.

La dernière colonne correspond à 1000 g d’huiles à 40 % d’olive, 30 % de coco et 30 % de palme, avec 5 % de surgraissage (144,1 g d’hydroxyde de sodium), d’après notre calculateur.

100 g d’hydroxyde de sodium25 %300 g · 3,00 : 1lent ; cendre et retrait accrus28 %257 g · 2,57 : 130 %233 g · 2,33 : 133 %203 g · 2,03 : 1réglage par défaut, juste milieu35 %186 g · 1,86 : 140 %150 g · 1,50 : 1réduction d’eau : trace accélérée45 %122 g · 1,22 : 150 %100 g · 1,00 : 1solution mère ; cristaux < 12 °CEau à 38 % des huiles, l’ancien réglage : une lessive à 27 % environ quand la soude fait, comme souvent, 14 % des huiles.

Pourquoi la concentration est le meilleur réglage

L’eau en pourcentage des huiles dérive avec la recette. L’ancien réglage par défaut de 38 % des huiles donne une solution de soude à 25,3 % pour un savon d’huile d’olive pure, à 27,5 % pour le savon 40/30/30 et à 31,4 % pour un savon de coco pur, tous à 5 % de surgraissage, parce que l’huile de coco demande environ 35 % de soude de plus que l’huile d’olive, dissoute dans les mêmes 380 g d’eau. La concentration décrit ce dans quoi la soude se dissout réellement : 33 % se comporte donc à peu près de la même façon dans n’importe quelle recette.

Ces conventions ont une histoire. Dunn a examiné quatre livres : les recettes d’Ann Bramson, en 1972, donnent 25 à 27 %, celles de Susan Cavitch, en 1997, presque toutes exactement 27 %, celles de Robert McDaniel, en 2000, 33 à 38 %, et l’édition 2007 d’Anne Watson 30 à 37 %, avec une moyenne de 33 %. Il suggère que les 26 à 27 % des premiers livres sont à l’origine de l’idée, dans les calculateurs, d’une quantité d’eau standard. Le Natural Soap Book de Cavitch, plus ancien (1995), suit le même schéma : ses savons prennent 3 lb d’eau pour environ 8 lb d’huiles, soit quelque 37,5 % des huiles, ce qui donne pour son savon de base une solution d’environ 26 %. Le réglage par défaut « eau pleine » de 38 % des huiles arrive au même endroit pour une recette typique, et c’est une habitude du métier. Notre calculateur part de 33 %.

Une « réduction d’eau » désigne d’ordinaire un certain pourcentage d’eau en moins par rapport au réglage par défaut d’un calculateur, ce qui la rend ambiguë : 10 % de moins sur 38 % des huiles donnent 34,2 % des huiles, ce qui, pour le savon 40/30/30, fait une solution à 29,6 %, et autre chose pour chaque autre recette. Quand vous partagez une recette, donnez la concentration.

Ce que font plus d’eau et moins d’eau

Les données les plus claires viennent de l’étude de Dunn de 2008 pour la Handcrafted Soapmakers Guild. Il a fait trois fois les mêmes savons, qui ne différaient que par l’eau, à 50 %, 33,3 % et 25 % de concentration de lessive : des savons d’huile de palme, de coco et d’olive, et un mélange de quatre huiles. La pâte était mélangée en la secouant dans une bouteille, et chaque savon était maintenu à 60 °C (140 °F) pendant quatre heures pour finir de saponifier. Il a ensuite suivi l’humidité, la dureté et l’alcali libre pendant 60 jours.

Trace et séparation

Moins d’eau a tracé plus vite, ce qui correspond à ce que Watson et Faiola rapportent de la pratique : une réduction d’eau raccourcit votre temps de travail, et plus d’eau est donc le choix habituel pour les swirls élaborés et pour les parfums connus pour accélérer la trace. Une pâte qui épaissit dès la première minute puis se sépare, c’est autre chose : la fausse trace. Watson l’attribue à la graisse fondue qui commence à figer quand la pâte refroidit en dessous de sa plage de travail ; la concentration de la solution de soude n’en est pas la cause.

Plus d’eau a une limite qui compte pour la sécurité. Les savons d’huile d’olive pure de Dunn à 33,3 % et à 25 % refusaient de tracer avec son dispositif, et quand il les a moulés malgré tout, ils se sont séparés : une couche crayeuse, chargée de soude, s’est déposée au fond et l’huile non saponifiée est remontée en surface. Son mélange de quatre huiles, dont 39 % d’olive, a lui aussi montré une séparation nette à 25 %. Un mixeur plongeant amène l’huile d’olive à la trace plus vite que ses bouteilles secouées, mais la leçon tient : ce sont les recettes lentes, riches en olive, où beaucoup d’eau peut vous laisser des savons en partie savon et en partie soude.

Fermeté, cure et retrait

Les savons pauvres en eau sont sortis du moule plus fermes et plus secs. Au démoulage, les savons de palme contenaient 111, 200 et 273 parts d’eau pour mille à 50, 33,3 et 25 %. Les deux savons de palme les plus humides ont mis 14 et 31 jours à sécher jusqu’à l’humidité de départ du savon pauvre en eau, et les savons de coco 25 et 46 jours. La règle empirique que Dunn tirait de l’huile de palme : environ deux semaines de cure gagnées à chaque palier d’eau en moins. L’écart se réduit avec le temps. À 60 jours, les trois savons de palme étaient très durs, même si les savons de coco les plus humides restaient nettement plus mous, et Dunn a conclu que les savons pauvres et riches en eau tendent finalement vers la même dureté : moins d’eau vous y amène plus tôt.

L’eau qui part, c’est du poids qui part, d’où le retrait et la déformation que les savonniers constatent sur les savons riches en eau. D’après les chiffres d’humidité de Dunn, le savon de palme le plus humide a perdu environ un cinquième de son poids en 60 jours, et le plus sec environ 6 %.

Un savon plus ferme à 24 heures facilite les moules à empreintes, comme le note Dunn, et Faiola cite une réduction d’eau de 5 à 15 %, aux côtés du lactate de sodium et de la congélation, parmi les moyens de sortir le savon d’un moule en silicone récalcitrant.

Cendre, rivières et savons qui ne prennent pas

La cendre de soude se forme là où de la soude n’ayant pas réagi, en surface, rencontre le dioxyde de carbone de l’air, et parmi les moyens de la réduire, Faiola cite le fait de mettre 5 à 10 % d’eau en moins. Les rivières de glycérine, ces veines translucides dans un savon coloré, viennent d’un savon qui chauffe fort et se voient surtout quand il contient du dioxyde de titane ou des oxydes ; Soap Queen ajoute que beaucoup d’eau les rend plus probables. Les fournées humides restent aussi molles plus longtemps : le savon de coco le plus riche en eau de Dunn a mis 52 jours à atteindre la dureté que son savon pauvre en eau avait au démoulage. Les guides sur la cendre de soude, les rivières de glycérine et le savon mou détaillent chacun de ces points, et le guide de la phase de gel explique comment l’eau change la façon dont un pain chauffe et gélifie.

Résumé de l’étude de Dunn de 2008, de Watson, de Faiola et de Soap Queen. La dernière ligne reprend la conclusion de Dunn selon laquelle les savons convergent.

Jusqu’où réduire l’eau ?

Le plancher est fixé par la quantité de soude que l’eau peut contenir. L’hydroxyde de sodium sature à environ 52 % en poids à 20 °C, soit 108 g dans 100 g d’eau (la Fiche internationale de sécurité chimique indique 109 g pour 100 mL). En dessous de cette quantité d’eau, une partie de la soude ne peut pas se dissoudre, et de la soude solide mélangée à la pâte laisse des grains caustiques dans les savons. Le calculateur le vérifie chaque fois que vous pesez la soude sous forme solide : si l’eau qui accompagne la soude pèse moins que le poids de soude divisé par 1,08, il affiche un avertissement de danger. Pour les 144,1 g d’hydroxyde de sodium du savon 40/30/30, ce minimum est de 133,4 g d’eau, soit un rapport d’environ 0,93 : 1.

En pratique, le plancher est une solution à 50 %, 1 : 1 en poids, et même celle-ci est proche de la limite : le manuel d’OxyChem donne 12 °C (54 °F) comme température à laquelle la soude caustique à 50 % commence à cristalliser, et celui de Dow environ 15 °C (60 °F). Une solution à 50 % convient dans une pièce chaude, pas dans un garage froid.

Vous lirez peut-être que la soude ne se dissout pas dans moins de 1,5 part d’eau. Elle s’y dissout : 1,5 : 1, c’est une solution à 40 %, largement dans ce que l’eau peut contenir à température ambiante. Letcavage et Buck, qui fondent les recettes de leur livre pour débutants sur 2,5 parts d’eau (une solution à 28,6 %), placent le plancher à 2 parts, « or you may end up with undissolved pockets of lye in your soap ». Les deux planchers sont prudents : à 20 °C, l’eau dissout plus que son propre poids de soude. Dunn a fait du savon sain à 50 % sans rien trouver de dangereux aux savons pauvres en eau, et suggère que les savonniers peuvent expérimenter jusqu’à cette concentration avec de petites fournées. La trace arrive toutefois très vite à ce niveau. Les recettes de son étude se situent toutes entre 25 et 38 %, et notre calculateur qualifie de concentrées les solutions au-dessus de 40 % et de diluées celles en dessous de 25 %.

Les solutions plus concentrées chauffent aussi davantage à la préparation. La dissolution de l’hydroxyde de sodium dégage de la chaleur, et avec moins d’eau pour l’absorber, la solution monte plus haut. Le guide de la chaleur chiffre la température de la solution de soude ; la règle pratique est de verser lentement la soude d’une solution concentrée, en remuant, dans un récipient résistant à la chaleur.

La lessive préparée à l’avance

Une lessive préparée à l’avance, c’est de la soude dissoute d’avance à une concentration connue, le plus souvent 50 % : des poids égaux d’hydroxyde de sodium et d’eau distillée. Elle évite d’attendre qu’une solution fraîche refroidisse, et le pot de soude solide s’ouvre bien moins souvent. Dunn a fait tous les savons de son étude sur l’eau à partir d’une seule réserve à 50 %.

Le savon ne change pas. Le calculateur établit toujours la soude et l’eau de la recette, puis les répartit : la lessive préparée à l’avance à peser vaut soude ÷ (concentration ÷ 100), et l’eau supplémentaire est l’eau pure de la recette moins l’eau déjà contenue dans la solution. Pour le savon 40/30/30 avec une solution à 33 %, cela fait 288,2 g de lessive préparée à l’avance à 50 %, contenant 144,1 g d’hydroxyde de sodium et 144,1 g d’eau, plus 148,5 g d’eau supplémentaire. Dans la section Soude, choisissez En solution mère sous Peser la soude et saisissez la concentration ; la recette indique alors la solution et l’eau supplémentaire. Si votre réserve est moins concentrée que la recette elle-même, le calculateur vous le signale, car aucune quantité d’eau supplémentaire ne peut y remédier. Avec NaOH et KOH ensemble, la lessive préparée à l’avance contient l’hydroxyde de sodium, et la potasse se pèse sous forme solide.

Une lessive préparée à l’avance à 50 % gardée trop au froid. Le liquide au-dessus des cristaux n’est plus à 50 % : on ne peut pas le peser avant de l’avoir réchauffé et entièrement redissous.

D’autres liquides que l’eau

Le lait, la bière, le café, le thé et les jus peuvent remplacer tout ou partie de l’eau. Le calculateur compte l’eau qu’ils apportent : le lait entier, qui contient environ 88 % d’eau, fournit 88 g de l’eau de la recette pour 100 g, et le calculateur n’affiche que l’eau pure encore nécessaire. La matière grasse du lait est comptée aussi, comme surgraissage supplémentaire. Remplacez toute l’eau du savon 40/30/30 par 332 g de lait entier dans lequel vous dissolvez la soude, et le surgraissage effectif passe de 5 % à environ 6 %. Notre savon au lait de chèvre, à l’avoine et au miel fonctionne ainsi, avec le lait congelé en glaçons pour que la soude ne le brûle pas.

Le moment où le liquide entre compte autant que sa quantité. La soude ne se dissout que dans le liquide qui entre avec elle : un liquide réservé jusqu’à la trace laisse donc une solution de soude plus concentrée que la concentration de la recette. Remplacez la moitié de l’eau du savon 40/30/30 par du lait ajouté à la trace, et la soude se dissout dans 146,3 g d’eau, soit une solution à 49,6 % ; le calculateur prévient qu’elle chauffe fort et qu’elle est concentrée. Réservez tout le liquide, et il prévient que la soude ne peut pas se dissoudre du tout. Notre savon au babeurre et au miel réserve exprès environ 40 % de son liquide sous forme de babeurre : sa soude part donc d’une solution plus concentrée que les 27 % de la recette prise dans son ensemble. Pure Soapmaking d’Anne-Marie Faiola fait de même dans plusieurs recettes : le liquide total reste proche d’un tiers du poids des huiles, et la moitié entre à la trace fine sous forme de lait tiède, de thé infusé ou de purée. Dans son savon au babeurre, la soude se retrouve ainsi dans une solution à environ 45 %. Comme elle le fait remarquer, ce n’est pas une réduction d’eau : la même eau finit par entrer, et aucun des avantages d’une réduction, un savon plus dur et une cure plus rapide, n’en découle.

La façon dont chaque liquide réagit au contact de la soude, du lait qui brûle à la bière qui mousse, est expliquée dans le guide des liquides et le guide du savon au lait.

Choisir une concentration

Partez de 33 % : la trace vient à un rythme qu’un débutant peut suivre, et la cure dure un temps raisonnable. Descendez vers 28 à 30 % quand un décor demande du temps ou qu’un parfum est connu pour accélérer, sauf si la recette est surtout faite d’huile d’olive ; notre savon bastille riche en olive va dans l’autre sens, jusqu’à 35 %, pour aider un savon mou à prendre. Montez vers 35 à 40 % pour un démoulage plus ferme des moules à empreintes, moins de cendre de soude et une cure plus courte, en acceptant une trace plus rapide. Quoi que vous choisissiez, notez-le sous forme de concentration, et laissez le calculateur le traduire en grammes.