L’industrie du savon.

Le savon est un produit liquide ou solide composé de molécules amphiphiles obtenues par réaction chimique entre un corps gras et une base forte, spécifiquement l’hydroxyde de sodium pour le savon ou l’hydroxyde de potassium pour le savon noir, c’est le sel d’un corps gras et du potassium ou du sodium. Cette réaction est effectuée à chaud ou à froid.

Son caractère amphiphile lui donne des propriétés caractéristiques, notamment la capacité de ses composants moléculaires à se placer à l’interface entre la phase aqueuse (solvant hydrophile) et la phase lipidique (graisse hydrophobe), la formation de mousse et la stabilisation  d’émulsions utiles pour le lavage3, molécules aussi utilisées comme épaississant entrant dans la composition de certains lubrifiants et de précurseurs de catalyseur.

Selon les périodes et les lieux, il a été considéré comme un produit  cosmétique, « un produit d’hygiène et/ou comme un excipient ou encore comme une substance active, permettant la réalisation de médicaments ou de cosmétiques destinés à traiter aussi bien la gale que les brûlures, de réaliser des purges ou de mettre au point des préparations pour adoucir ou blanchir les mains ou pour allonger les cils ».


Les savons commerciaux sont des mélanges de sels de sodium ou de potassium et d’acides gras. La longueur de la chaîne carbonée et surtout la présence d’insaturations, c’est-à-dire de doubles liaisons affectent les propriétés macroscopiques du savon, induisant par exemple une rigidité ou une mobilité spécifiques.

Les savons sont obtenus grâce à la réaction de saponification à partir du mélange de corps gras et d’une base forte. Le corps gras consiste en un triester de glycérol et d’acides gras, appelé couramment « triglycérides d’acides gras ». Les molécules des savons communs comportent une chaîne de huit à dix-neuf atomes de carbone, selon les corps gras utilisés, associée à une tête polaire.

Les savons se présentent sous des formes variées, selon leur teneur en eau, le type et le pourcentage de corps gras utilisés ou même selon la présence d’autres impuretés. Pour les savons durs et lorsqu’ils sont secs, ils forment des solides cassants. Humides ou gorgés d’eau, ces solides encore fermes glissent sur les surfaces, deviennent mous, voire perdent toute tenue dimensionnelle en déliquescence finale. Ces observations communes  attestent leur nature de colloïdes, ainsi que leurs autres formes de mousses, de gels, etc.

Savon, carte maximum, France.

Les savons, précisément les sels d’acides gras, ne sont en réalité pas solubles dans l’eau et dans l’huile, mais amphiphiles, c’est-à-dire qu’ils se placent à l’interface des phases eau et huile non miscibles. En absence d’une des phases, ils forment des structures moléculaires singulières, appelées micelles dans l’eau et micelles inverses dans l’huile. Si la proportion des phases change jusqu’à une teneur volumique équivalente, s’organisent des structures de phases cristal liquide, appelées « états mésomorphes », caractérisées par une morphologie topologique en gouttelettes, puis en cylindres et enfin en planches parallèles. Au-delà de l’inversion de phase, on retrouve des organisations similaires.

Dans un récipient ou bassin rempli d’eau savonneuse, les molécules de savon s’arrangent en couches monomoléculaires couvrant en premier lieu des surfaces considérables à l’interface eau/air, comme le prouvent les travaux des devanciers d’Irving Langmuir. L’air est analogue à une matière lipophile et permet la création de bulles et figures légères respectant le principe de moindre énergie de structures, à partir de très fins films liquides d’eau savonneuse.

Piégées dans l’eau, elles forment des micelles qui peuvent solubiliser les graisses, c’est-à-dire stabiliser les gouttelettes d’huiles, enrober les matières grasses en formant des émulsions ou et des suspensions stables.

Le principe d’action des carboxylates (R-CO2−) d’alcalins (Na+, K+) à longue chaîne carbonée est dû à leur amphiphilie ; en effet, ils présentent :

une chaîne apolaire donc hydrophobe et lipophile. C’est la queue de l’acide gras d’origine qui se mêle facilement aux graisses ;
et à leur extrémité (la « tête »), un groupe carboxylate polaire donc lipophobe et hydrophile, qui minimise son énergie en étant en contact avec la solution aqueuse.
Par la présence d’un nuage de solvatation ionique en double couche, au-dessus de la surface hydrophile, la micelle est stabilisée.

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Les propriétés détergentes de l’eau savonneuse, agitée ou brassée, s’expliquent : les savons par leurs queues lipophiles se fixent à la salissure graisseuse ou à la tache d’huile, et l’extraient du tissu ou support en l’enveloppant dans des colloïdes ou gouttelettes sphériques qui se séparent et coalescent avec des myriades de micelles. Au cours de l’agitation, les gouttelettes ou les micelles peuvent éclater à l’instar de bulles de savon dans l’air, mais la séparation est éphémère. Elles reforment aussitôt des gouttelettes ou micelles dans ces phases liquides et condensées. On remarque que la présence de savon abaisse notablement la tension  superficielle de l’eau et facilite le déplacement des molécules et corps dans la phase eau, donc le recouvrement par le savon des micelles éclatées. Le savon tensioactif accroît le pouvoir mouillant.

Mises en suspension et stabilisées dans l’eau malgré les chocs incessants, les gouttelettes huileuses et les poussières graisseuses qui ne peuvent plus s’agglutiner finissent par être entraînées par l’eau de rinçage. Le savon montre une autre facette de son pouvoir émulsifiant.

Ces extraordinaires propriétés de surface, la mouillabilité macroscopique du fait de l’abaissement de tension d’interface et surtout la stabilisation  microscopique des poussières ou salissures grasses, facilement enlevées au cours du rinçage avec la phase aqueuse englobante et prépondérante, expliquent l’emploi de savons depuis l’Antiquité pour le lavage ou le nettoyage des surfaces.

Lors de la toilette, le savon dissout la graisse constituant le film  hydrolipidique qui recouvre la peau. La graisse est entraînée dans l’eau avec les saletés qu’elle contient. L’inconvénient est que le film hydrolipidique sert à protéger la peau et à retenir son eau. Le savonnage — ou tout lavage à l’aide de produits comportant des tensioactifs, par exemple les gels pour la douche ou les lessives — fragilise donc la peau, jusqu’à ce que le film hydrolipidique se reconstitue, au bout de plusieurs heures.

Le savon est basique. Comme son pH est proche de 10 en solution très chaude et concentrée, lors de la toilette, il perturbe l’acidité de la peau, dont le pH est proche de 5. Le pH « naturel » de la surface de la peau de l’homme est en moyenne de 4,7. D’après une étude de Sara Lee Corporation, le simple usage d’eau du robinet augmenterait le pH de la peau humaine jusqu’à six heures après l’application de l’eau7. En Europe, le pH de l’eau du robinet est autour de 8,0. Une peau au pH en dessous de 5,0 serait en meilleure  condition qu’une peau au pH au-dessus de 5,07. L’utilisation de produits cosmétiques, spécialement les savons, aurait une influence profonde sur ce pH, le rendant plus basique.

Le point de fusion des savons, même lorsque le sel d’acide gras est unique et purifié, reste assez mal défini, variant entre 200 °C et 250 °C, par mesure sur un banc Kofler. Le liquide obtenu est transparent, non laiteux.

À basses températures dans l’eau liquide, la dispersion du savon est difficile par agitation, sauf pour le laurate de sodium avec sa « petite » chaîne en C11. Plus la température est élevée, plus la dispersion est facile, donnant des eaux savonneuses claires et opalescentes. En milieu basique, pour un optimum de pH entre 10 et 12, est constatée une hydrolyse partielle en acides gras et en ions basiques libres. La dispersion est très faible dans le benzène, le toluène et la plupart des solvants organiques. La formation de micelles inverses est énergétiquement moins favorisée.

Les autres sels de carboxylates d’acide gras, en particulier alcalino-terreux, calcium, strontium et baryum, les sels d’aluminium ou de métaux lourds, sont très difficilement solubles dans l’eau. Au contraire, ils sont plus solubles dans les graisses et les huiles minérales, à l’instar des sels d’acide carboxylique à très longues chaînes ou contenant des cycles, comme celui du naphtalène. Ils sont utilisés dans l’industrie des colorants, et stabilisent les structures moléculaires des laques.

Une graisse contenant du savon destinée à la mécanique automobile.
L’industrie des lubrifiants utilise, pour la fabrication des graisses, des carboxylates de lithium (Li+), de calcium (Ca2+), de magnésium (Mg2+) ou encore d’aluminium (Al3+). Les savons d’aluminium imperméabilisent les étoffes industrielles. Les médecins utilisaient les savons de plomb comme emplâtre simple.

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Dans une eau dure, les molécules du savon réagissent avec les ions calcium et forment des dépôts de sels de calcium. Comme le savon est piégé, il faut une plus grande quantité de savon pour nettoyer à efficacité égale. Pour éviter ces inconvénients, on ajoute aujourd’hui aux savons des agents anticalcaires comme le très commun complexant EDTA.

Une eau dure, c’est-à-dire riche en cations calcium ou magnésium, a pour effet de faire disparaître le savon, c’est-à-dire de substituer les  carboxylates de sodium ou potassium en carboxylates de calcium ou magnésium insolubles dans l’eau, formant la « crasse de savon ». Les détergents synthétiques sont conçus pour être moins sensibles à la dureté de l’eau.

Les organismes vivants, comme les plantes à racines, utilisent des analogues de savons pour contrôler ou entraver la migration des ions métalliques, comme la saponine. S’ils sont indésirables, les ions ne sont pas seulement précipités ou complexés, c’est la source métallique proche qui est souvent revêtue d’une couche protectrice. Ainsi, les objets en cuivre sont préservés dans la terre humide entre les racines d’un arbre.

La plus ancienne évocation de la réaction de saponification remonte au début du IIIe millénaire av. J.-C. dans les royaumes de Babylone et de Sumer12. À partir de 1877, Ernest de Sarzec, vice-consul de France à Bassorah en Irak, dirige des fouilles archéologiques sur le site de Telloh. Elles conduiront notamment à la mise au jour de cylindres d’argile, les cylindres de Gudea. Certains sont emplis d’une substance savonneuse. Le flanc de l’un d’eux, le « cylindre B », porte des inscriptions cunéiformes. Traduites par l’assyriologue François Thureau-Dangin en 1905, elles  révèlent les détails d’un rituel annuel d’une durée de sept jours, mais surtout que les Sumériens maîtrisaient la saponification et composaient une préparation à base de graisse et des cendres bouillies, dont l’effet est proche du savon que nous connaissons.

Une inscription retrouvée dans une excavation de Babylone décrit une recette où étaient bouillies des graisses animales mélangées à de la cendre. Plus tard, le professeur Martin Levey du Temple (1913-1970) de l’université de Philadelphie, met au jour au même endroit d’autres tablettes d’argile datées de 2 500 ans av. J.-C. Elles indiquent que les Sumériens utilisaient la saponification pour débarrasser la laine du suint. La recette donne le détail des proportions en graisses et cendres. Une autre tablette datée de 2 200 ans av. J.-C. décrit quant à elle des savons dans lesquels sont inclus divers éléments médicinaux pour un usage thérapeutique.

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Les Égyptiens, en guise d’hygiène corporelle quotidienne, se frottaient avec du natron, du carbonate de soude naturel extrait des lacs salés après évaporation, hydraté. Le papyrus Ebers (Égypte, 1550 av. J.-C.) indique dans sa partie finale16 que les Égyptiens utilisaient une substance semblable à du savon à des fins pharmaceutiques. Cette substance était obtenue par un mélange de graisses animales (oie) ou végétale avec du sulfate de plomb (extraits de galène) ou de carbonate de sodium (extrait des bords du Nil). La pâte nommée « Trona », probablement toxique lorsqu’elle emploie du  sulfate de plomb, était mise à reposer une journée avant son application sur les yeux. Des documents égyptiens mentionnent également qu’une substance similaire a été utilisée dans la préparation de la laine pour le tissage.

Un millénaire avant notre ère, les Phéniciens exportent le savon.

Le Talmud mentionne le tsapon utilisé pour nettoyer la laine. Cependant le mot semble être un emprunt à une langue romane, tout comme l’hébreu סבון (sabón) est un emprunt au français.

Les Germains et les Celtes utilisaient de la graisse de chèvre et des cendres de bouleau pour fabriquer leur savon.

Le savon est, selon Pline, une invention gauloise, il décrit savons durs et savons mous. Le mot latin sapo a donné le français savon et les mots de même sens dans les autres langues romanes. Il s’agit d’un emprunt au proto-germanique *saip(ij)ǭ qui a donné l’allemand Seife et les mots de même sens dans les autres langues germaniques. Le proto-slave mydlo a donné le russe мыло et les mots de même sens dans les autres langues slaves.

Substance lavante et nettoyante connue en Europe occidentale depuis l’époque gauloise, il est fabriqué en quantité à partir de cendres alcalines ou potassiques (cendres de hêtre, de l’herbe à savon), de suif, de saindoux de sanglier (typique du « savon gallique ») ou d’huiles excédentaires non comestibles21. Il sert surtout, appliqué comme onguent sur les chevelures d’après la littérature latine, de shampooing ou de gel colorant à l’usage les longs cheveux en « rouge » (en fait chevelure blonde tirant vers le roux). À côté de la toilette des mains et du visage, il faut retenir l’emploi de substances de toilette complexes à base de suc de plantes, de savons mêlés de substances adoucissantes ou grasses, telles le beurre ou la glycérine, mélange de moins en moins agressif ou de plus en plus protecteur appliqué de la pointe à la racine des cheveux.

L’odeur d’eau savonnée et d’acide butyrique, lorsque le beurre a ranci, était barbare aux nez romanisés du Haut-Empire et même du Bas-Empire. Grecs et Romains se débarrassent des poussières du stade ou des taches en raclant un strigile sur leur corps huilé, avant la régénération par les massages et l’eau des thermes, aux bains successifs chaud, tiède et froid.

Gallipoli, ville portuaire sur la mer Ionienne dans le sud de l’Italie, a probablement été l’origine du savon de Marseille. Grâce à ses nombreuses oliveraies et à ses multiples pressoirs souterrains (frantoi ipogei), le Salento commercialise dans toute l’Europe une huile d’excellente qualité, destinée principalement à l’éclairage des villes et des fabriques textiles, mais aussi à un usage alimentaire. L’idée d’ajouter de la soude aux restes des olives qui venaient d’être pressées une première fois permit aux habitants de Gallipoli de fabriquer des savons blancs et de diversifier durablement leurs activités.

Le premier artisan « savonnier » de Marseille, cité (à la fin du XIVe siècle, vers 1370) par les archives, avait comme surnom Sabonerius, c’était un Juif nommé Crescas Davin.

Le mot « savon » paraît avoir pour étymologie le mot latin sébum, suif, en grec, sapon. Les Celtes le désignaient sous le mot saboun, qui est resté dans la langue provençale.

Au IXe siècle de notre ère, Marseille saponifie déjà son huile d’olive et produit de façon saisonnière son savon. Au XVe siècle, la région phocéenne semble un centre de production limité à la ressource locale. La soude marine qui désigne un carbonate de sodium impur provient des cendres obtenues par la combustion de plantes comme la salicorne (les cendres contiennent divers carbonates de sodium, calcium et potassium dans diverses proportions selon l’espèce).

La première grande fabrique française de savons fut fondée à Toulon vers 1430 ; un certain Palmier, industriel de Grasse, étant appelé par les syndics de l’époque à installer sa manufacture au nord de la place du Portalet (aujourd’hui la place Gambetta). La communauté toulonnaise s’engagea même pour mieux l’appâter à lui verser huit florins par an et à lui payer son loyer.

De huit savonneries en 1600, le nombre passa à vingt en 1650. Le commerce du savon à Toulon fut si prospère que les archives ont enregistré jusqu’à plus de soixante mille quintaux de savons produits et exportés par an. Mais Colbert proclama la franchise du port de Marseille en 1669, taxant par ailleurs toutes les marchandises qui entraient ou sortaient du port de Toulon, donnant l’avantage économique aux Marseillais et signant la perte du monopole de la fabrication du savon par Toulon et la disparition une à une de ses savonneries.

Après 1750, la fabrication de savon à Marseille devient industrielle, tant par les volumes que par les procédés normalisés. En 1791, le procédé proposé à l’Académie des Sciences par Nicolas Leblanc permet d’obtenir de la soude à partir du sel d’eau de mer, de chaux et de charbon. En 1823, le chimiste français Eugène Chevreul explique la réaction de saponification. Ses expériences menées dès la Restauration lui ont permis de démontrer la structure générique des corps gras, combinaison chimique entre le glycérol, déjà reconnu par Carl Wilhelm Scheele, et trois acides gras. Il est le premier à découvrir et affirmer que les savons sont des sels métalliques d’acides gras, et non pas des acides gras comme le croient alors les chimistes. Au xixe siècle, des huiles de coprah et de palme importées à moindre coût  d’outre-mer servent à la fabrication des savons. Le procédé d’Ernest Solvay réalise la synthèse industrielle du carbonate de sodium dès 1865, qui évince rapidement l’ancien procédé Leblanc, trop onéreux.

Carnet de timbres avec publicité pour le savon Gibbs.

Le savon devient un produit de consommation courante, apparaît dans les maisons bourgeoises et complète la panoplie des femmes de ménage, s’activant en semaine dans les nombreux et récents lavoirs communaux. Sans rival avant 1907, il sert au blanchissage du linge, au dégraissage de draps et des laines. Jules Ronchetti invente en 1906 la poudre de savon à laver, commercialisée sous le nom de marque Persil. La société allemande Henkel lance un produit similaire l’année suivante.

Pendant et après la Seconde Guerre mondiale, une rumeur prétendait que les Nazis fabriquaient industriellement du savon à partir de graisse humaine provenant des camps de concentration. Le tribunal de Nuremberg a permis d’éclaircir cette légende qui reste tenace : il y eut seulement des tentatives pour fabriquer du savon de graisse humaine de manière industrielle (notamment à l’institut anatomique de Danzig en 1944 où l’on a utilisé des corps humains venant du camp du Stutthof) et des cendres de victimes furent l’objet de diverses expérimentations, mais rien n’a corroboré la thèse d’une production massive de savon par un tel procédé.

Le United States Holocaust Memorial Museum conserve un ensemble de savons mis à disposition des prisonniers des camps de concentration dont les photos sont disponibles sur son site internet. Il conserve aussi des savons utilisés par les Nazis durant cette même période dont les photos sont également disponibles sur le site du musée.

Début XXe siècle, l’hydrogénation des corps gras accroît le nombre et la variété des savons. Entre 1920 et 1930, alors que Marseille reste le principal centre de fabrication du savon en France, la concurrence survient avec les détergents synthétiques ou agents tensioactifs. Ces agents lavants sont utilisés encore aujourd’hui dans les shampooings, les gels douches et les « savons sans savon ».

Source : Wikipédia.

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