Upcycling

Sous ce vilain nom se cache une approche qui devient dominante dans nos métiers. Lavoisier nous avait appris que « rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme » ! Cet aphorisme prend tout son sens dans le concept même d’Upcycling. L’idée est simple : il s’agit de transformer un matériau, quel qu’il soit, en un objet qui a plus de valeur que le matériau d’origine.

Est-ce quelque chose de totalement nouveau ? Non, pas vraiment. Ce qui est nouveau vient du fait que cette pratique croise avec d’autres approches, que ce soit le bio, le naturel, le recyclable et tous les synonymes de ces actions pour produire des choses supposées nouvelles. En cosmétique comme ailleurs, cette pratique remonte à bien longtemps. Bien évidemment, les pratiques même les plus anciennes ne s’intitulaient pas Up cycling, ou « surcyclage » dans sa traduction française, quand d’autres utilisent le terme de valorisation. Mais les produits qui en sont issus correspondent bien à la définition qui consiste à « recycler des déchets pour en faire des produits d’une valeur supérieure ». Nous vous proposons de découvrir ensemble quelques exemples qui vous surprendront peut-être.

La lipochimie ou la valorisation du « gras »!

Depuis la préhistoire, l’être humain utilise les produits animaux pour de nombreux usages, y compris l’éclairage, la nutrition ou l’artisanat. Parmi ces ressources, les graisses occupent une place importante : elles ont été observées, récoltées et transformées très tôt, car elles étaient facilement accessibles lors du traitement des carcasses. Les graisses animales proviennent de différentes parties du corps (tissus adipeux, moelle osseuse, membranes conjonctives) et présentent des compositions variées. Pendant des millénaires, elles ont été employées sous des formes relativement brutes, simplement chauffées, fondues ou purifiées de manière rudimentaire. À partir du XIXᵉ siècle, l’essor de la chimie industrielle et des techniques de raffinage permet d’obtenir des corps gras plus stables, plus propres et de composition plus maîtrisée. Ces progrès ouvrent la voie à de nouveaux usages, notamment dans les domaines du savon, de la pharmacie ou, plus tard, de la cosmétique.

En effet, c’est à cette période que la Lipochimie va se développer. La lipochimie, ou oléochimie, correspond à l’ensemble des processus de transformations physico-chimiques et enzymatiques des huiles et corps gras d’origines animale et végétale. Les produits obtenus, composés de base, intermédiaires de synthèse ou molécules à haute valeur ajoutée, trouvent leur application dans une multitude de secteurs comme les biocarburants, les détergents, les cosmétiques, l’alimentation, les matériaux ou encore les lubrifiants. A ce jour ils constituent toujours des substances incontournables.

Ce sont les travaux d’Eugène Chevreul (1796-1889) qui vont permettre ce développement. Chimiste français, il travaillera entre-autres sur la composition des corps gras. Ses expériences menées dès la Restauration lui ont permis de démontrer la structure générique des corps gras. Il montre que c’est une combinaison chimique entre le glycérol et de trois acides gras. En 1813, il isole l’acide margarique. On pense alors que l’acide margarique est l’un des trois acides gras qui entrent dans la composition de la plupart des matières grasses animales, les deux autres étant l’acide oléique et l’acide stéarique. En 1823, il décrit la réaction de saponification, montrant que le savon est un sel métallique et non des acides gras comme le voulait la croyance. Il isole les acides stéarique et oléique, auxquels il donne leurs noms. Ces travaux conduisent au remplacement des chandelles par des bougies stéariques se consumant mieux et de fait produisant plus de lumière, moins de fumée et pratiquement plus d’odeurs incommodantes. A partir de là, les applications de la lipochimie vont se développer. Dans ce secteur, plusieurs types de corps gras sont particulièrement importants en termes de volume ou d’applications. Le premier type concerne les huiles riches en acides gras saturés, telles les huiles lauriques (palmiste et coprah), les stéarines de palme ainsi que les suifs, la panne de porc ayant été abandonnée, et d’autre part les huiles de soja et de palme (fractions oléiques) riches en insaturés. Dans l’industrie chimique, l’utilisation de produits naturels en tant que matières premières ouvre un éventail plus large de procédés de synthèse et de produits finis.

De nombreuses applications cosmétiques seront issues de cette chimie. Dans un premier temps il s’agira de l’obtention de substances permettant d’améliorer des produits connus, comme la chandelle ou le savon. Mais également la fabrication de nouveaux corps gras par extraction des acides correspondants et la réalisation de dérivés comme les Esters d’acide gras, comme le myristate d’isopropyle, puis ultérieurement des tensioactifs, des agents de consistance, des polymères et autres dérivés. L’une des plus anciennes sociétés de fabrication de corps gras toujours en activité, la stéarinerie Dubois, vient de fêter son 200ème anniversaire.

Au rang des produits finis, c’est également la naissance des « crèmes stéarate » qui vont dominer le marché pendant pratiquement un siècle, et qui continuent de constituer la base de spécialités intéressantes que les jeunes générations redécouvrent régulièrement.

Le savon: une valorisation permanente

Le mot savon semble avoir pour étymologie le mot latin sébum, suif, en grec, sapon. Le terme Sapo renvoie à une légende qui veut que les Romains célébrant des holocaustes animaux sur les pentes du Mont Sapo auraient constaté que les cendres de bois des feux qu’ils allumaient se mêlaient à la graisse des animaux sacrifiés, formant une sorte de « savon primitif ». Ce liquide savonneux aurait coulé vers les bords argileux d’un cours d’eau voisin, où les habitants auraient remarqué que le linge pouvait être nettoyé particulièrement facilement et efficacement. Voila pour la légende. Le savon tel qu’on le connait aurait été inventé il y a 4.500 ans par les sumériens sous la forme d’une pâte savonneuse à base de graisses et de carbonate de potassium. Il n’était pas utilisé pour la toilette quotidienne mais comme remède contre les maladies de peau. Les Égyptiens l’utilisaient pour laver le linge. Les Germains et les Gaulois fabriquaient un savon à base de cendres de bois et de suif qu’ils utilisaient pour éclaircir et colorer leurs cheveux. Le savon d’Alep inventé en Syrie il y a environ 3000 ans à base d’huile d’olive et de laurier est le plus ancien savon encore utilisé de nos jours. Il fallut cependant attendre le IIème siècle après J.C.  pour que les Romains commencent à utiliser ce produit pour se laver. C’est sous l’influence des Arabes que l’industrie du savon s’étendit sur les côtes méditerranéennes. Le port de Marseille était alors le principal centre de transit du savon et des matières premières et parfums servant à le fabriquer. De nombreuses savonneries s’implantèrent dans la cité phocéenne dès le IXème siècle et se lancèrent dans la fabrication de savons : le fameux Savon de Marseille était né !Après 1750, la fabrication de savon à Marseille devient industrielle, entre autres suite à la découverte de Nicolas Leblanc qui permet de fabriquer de la soude à partir d’eau de mer. Il faudra attendre les travaux d’Eugène Chevreul pour que de nouveaux progrès se manifestent. En 1823, il décrit la réaction de saponification, montrant que le savon est un sel métallique et non des acides gras comme le voulait la croyance. Le procédé Solvay détrône le procédé Leblanc et réalise la synthèse industrielle du carbonate de sodium dès 1865, qui permet d’obtenir de la soude à un prix très concurrentiel.  Les procédés de fabrication vont en bénéficier. Le savon devient un produit de consommation courante, apparaît dans les maisons bourgeoises et complète la panoplie des femmes de ménage. Fabrications et procédés industriels ont varié depuis les premières mises au point. La Bretagne contribuera avec la savonnerie de l’Atlantique à Nantes.  Dans les années 1970, l’hydrolyse des graisses par de l’eau sous pression et à haute température, en présence de savon de zinc faisant office de catalyseur, donne en continu acide gras et glycérol, immédiatement séparés par distillation. L’acide gras est neutralisé par la soude et donne le savon. 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. Les savonnettes, ou savons de toilette, dérivent de ce procédé.

L’huile de foie de morue ou les huiles blanches.

Les origines de l’huile de foie de morue remontent à l’ère viking. À l’époque, ils utilisaient cette huile de poisson à la fois comme produit alimentaire et comme médicament. Autrement dit, ce produit faisait partie intégrante du régime nordique. L’huile de foie de morue est un dérivé du foie de la morue (poisson). Par le passé, c’était un supplément nutritionnel issu des excédents des pêcheries et donné communément aux enfants pour des questions de rachitisme et de croissance osseuse.

Mais des publications faisant état d’effets positifs sur des brulures après administration d’huile de foie de morue vont contribuer à son intérêt en Dermatologie puis en cosmétique. Par extension, les huile d’autres poissons ont été regardées de façon positive. C’est ainsi que l’huile de foie de flétan va également devenir utile. Des marques populaires à l’époque en feront bon usage, comme Ella Baché, une jeune dermatologue hongroise, qui en fera un des actifs phare de ses produits. Mais l’utilisation de ces huiles de poisson est rendue très délicate par les propriétés organoleptiques de ces substances : une forte odeur, coloration possible. Par ailleurs elles sont composées principalement de corps gras insaturés, c’est-à-dire très susceptible à l’oxydation. Les excédents et les sous produits de la pèche permettant de disposer de quantité d’huiles de poisson largement excédentaires par rapport aux besoins, cette biomasse va être regardée par les chimiste comme pouvant être à l’origine de nouveaux produits. Un chercheur japonais, Mitsumaru Tsujimoto va beaucoup travailler à décrire l’huile de foie de poisson qu’il obtient dans la fraction insaponifiable de l’huile de foies de requin.  Il isolera une huile qu’il baptise squalène en référence à l’origine. Quelques années plus tard il procédera à son hydrogénation qui donnera le squalane. Le principe de fabrication est simple : en partant de squalène obtenu à partir d’huiles de foies de poisson, dont le requin, l’hydrogénation complète de l’alcène  (squalène) donnera naissance à l’Alcane correspondant: le perhydosqualène ou squalane. Ce lubrifiant sera oublié au profit du squalène compte-tenu de son rôle précurseur des hormones stéroïdes.

Reprenant ces recherches un chimiste français Sabetay va reprendre des essais qui conduiront au produit dénommé Cosbiol® qui se présente sous la forme d’une huile incolore, limpide, neutre et incolore, qui ne s’oxyde pas à l’air, même après chauffage prolongé. Il va constituer un ingrédient de base pour la formulation de produits cosmétiques. Chimiquement, il s’agit d’une isoparaffine de fort PM ayant de nombreuses similitudes avec l’huile de paraffine. La marque Barbara Gould et bien d’autres en feront bon usage.

L’origine de l’ingrédient, le contingentement de la pêche aux requins et l’action de certaines ONG vont finir par conduire les marques cosmétiques à abandonner plus ou moins l’utilisation de cet ingrédient. Il va toutefois devenir de nouveau très en cours en suivant le même procédé, mais en revisitant les sources : le squalène deviendra végétal, issu  de l’olive qui après hydrogénation (pas végétal car l’hydrogène végétal n’existe pas!), produira du squalane. La mode du vert, du recyclage et autre tendance feront le reste, le squalane végétal est une des vedettes du moment. Mais qu’a-t-il de plus? Une variété issue de la canne à sucre est également dans cette logique. Un autre procédé partant d’une voie totalement synthétique, mais reprenant cette logique d’hydrogénation de précurseurs, permet de la même façon d’obtenir des huiles blanches de type isoparaffines, dont les noms INCI sont Hydrogenated Polybutylene ou Hydrogenated polydecene, ayant des propriétés très intéressantes, est disponible.

Mais dans ces cas, nous ne sommes plus dans la logique de l’Upcycling puisqu’il ne s’agit pas de valoriser des déchets.

Et voilà comment un vieil ingrédient devient « Fashionable ». Mais pourquoi pas, d’autant qu’il remplit parfaitement ses fonctions, tout comme son prédécesseur !

La lanoline ou la cire de laine.

La lanoline, autrement appelée graisse de laine ou cire de laine, est une graisse obtenue par purification et raffinage du suint . C’est en fait la partie grasse adsorbée sur la laine. La lanoline est connue depuis la plus haute antiquité et rentrait dans la composition de cosmétiques millénaires sous la dénomination d’Oesipe. Son usage semble avoir été oublié au Moyen Âge comme beaucoup d’autres cosmétiques. On la retrouve dans la pharmacopée florentine partir de 1560, puis de nouveau oubliée au début du XIXème. Elle revint en force dans les utilisations après que la présence de cholestérol et d’oxycholestérol soit identifié et surtout après que Braun en 1882 ait montré son pouvoir absorbant vis-à-vis de l’eau. La généralisation de formule type émulsion eau dans huile va fortement contribuer à son usage.

Le nom de la lanoline ou Lanoleine vient du latin Lana et Oleum. Elle figure à différentes pharmacopées sous le nom Adeps Lanae. Elle est obtenu par séparation à partir des eaux alcalines provenant du lavage de la laine non dessuinté. Chimiquement, la lanoline est une cire, un mélange d’esters et d’acides gras avec des alcools à haute masse moléculaire. On a identifié plus de 180 acides gras et 80 alcools différents. Elle est amphiphile et forme des émulsions très stables avec l’eau, d’autant qu’il s’agit d’une espèce très hygroscopique. Compte tenu de ces propriétés, elle conduira à des utilisations diverses et variées, soit sous forme de lanoline pure, soit rentrant dans la composition de toute une série de produits que l’on appelle les Lanovaselines. Elle sera utilisé dans de nombreuses spécialités, dont l’une des plus célèbre est l’Eucérin®, ingrédient de base d’un produit culte : la crème Nivéa.

Les procédés de fabrication jouent un rôle clé dans la qualité finale des produits, et on compte plusieurs types de procédés. Les procédés les plus récents permettent d’obtenir des qualités de lanoline extrêmement raffinées, incolores et inodores.

Cet ingrédient a de nouveau connu une période difficile en France à la fin des années 70. Compte tenu de sa très large utilisation, elle a été associée à des problèmes d’innocuité et plus particulièrement, taxée de propriétés allergisantes. L’origine et la qualité de l’ingrédient ont souvent été mis en cause. Ceci lui vaudra l’inscription sur une liste particulière, dite des substances dérogées. Cette liste décrivait des substances interdites mais autorisées par dérogation. Ces dispositions disparaîtront avec l’évolution de la réglementation cosmétique. La lanoline sera de nouveau concernée par des dispositions réglementaires un peu particulières dans le courant des années 1990 avec la restriction de l’utilisation de substances d’origine animale. Son usage sera de nouveau en diminution, bien que son utilisation soit autorisée. Sur la base des qualités disponibles, les restrictions d’usage ne sont plus d’actualité. Son rôle comme précurseur de vitamine D, dont l’usage en cosmétique est interdit mais les précurseurs possible, va peut-être relancer son intérêt sachant que cette vitamine à un rôle essentiel: c’est la vitamine de la peau, fabriqué dans la peau par la peau!!!! On notera un interessant programme de réhabilitation de la filière ovine en France, s’intitulant TRICOLOR, qui pourrait conduire à la résurrection de la lanoline française !

Depuis cette tendance du recyclage s’est affirmé comme étant une des grandes tendances de la décennie. Certains prétendront que les produits décrits ici ne sont pas vraiment des projets labellisables au titre de l’Upcycling. Toutefois ce sont des exemples qui sont conformes à la définition que l’on veut bien donner à cette approche. De nombreux fabricants d’ingrédients proposent dorénavant des produits issus de cette approche. Il ne m’est pas possible de tous les citer, et d’ailleurs ce n’est pas le rôle de la Cosmétothèque, mais ceux que ça intéresse pourront trouver facilement ces informations. Juste quelques exemples pour illustrer le propos, et qui d’ailleurs pour certaines, ont été publié dans nos colonnes.

• Passionline®, par Expanscience, un ingrédient issu du recyclage de graines de fleur de la passion utilisées initialement pour autre chose.

• Original Extracts™ par Gattefossé, de l’eau végétale « active », qui sera le précurseur de ce que l’on appelle maintenant les eaux de fruits.

• Koffee’Up® par Givaudan, lancement très récent d’une huile de café moulu déjà utilisé.

• L’avocat qui retrouve une nouvelle jeunesse avec des propositions intéressantes de Biosynthis, ou encore d’Expanscience avec Number 6, un extrait riche en polyphénols ou le 5αavocata® pour la régulation du sébum et quelques autres encore comme Effipulp® pour une action régénérante.

Pour finir, un exemple original de produits cosmétiques issus également du recyclage et développé par un laboratoire très anticipateur de ce point de vue à base de capsules de café recyclé dont les grains de café sont les exfoliants, primé aux USA comme produit de l’année en 2018.

L’université ne s’y trompe pas non plus, La formation cosmétique de L’UCO de Guingamp, qui organise régulièrement des concours d’innovation dénommés U’Cos, et que j’ai accompagné un petit moment, avait pris ce thème il y a quelques années. De jolies réalisations proposées par des groupes d’étudiants sur ce thème avaient vu le jour. C’est ainsi qu’un projet de recyclage de toutes les parties inutilisés de la betterave avait été formulé.

Les tendances ont quelques fois des racines un peu plus anciennes qu’on ne le croit ! Et le coup d’œil vers le passé souvent intéressant pour comprendre au minimum le présent et voir plus !

Jean Claude LE JOLIFF