La chimie peut être utile pour comprendre de nombreuses choses sur nos cheveux, comme le fait qu’ils soient raides, frisés, noirs ou gris. Tous les secrets de vos cheveux peuvent être expliqués par la science. La chimie peut également expliquer pourquoi les cheveux sont faciles à coiffer un jour et ingérables le lendemain.
Qui plus est, de nombreux produits et traitements capillaires que les étudiants utilisent pour transformer la texture et l’apparence des cheveux reposent sur des concepts de chimie de base. Nous allons vous révéler plusieurs faits scientifiques qui expliquent pourquoi vos cheveux se comportent comme ils le font et comment certains traitements et produits agissent sur nos cheveux, grâce à la science – ne les ratez pas !
Structure et composition des cheveux.
Une fibre capillaire humaine peut être divisée en trois parties principales : la cuticule, le cortex et la médulla. La couche externe du cheveu, appelée cuticule, contient des cellules transparentes qui se chevauchent et ressemblent à des écailles. À l’intérieur de cette couche extérieure se trouve le cortex, qui constitue la majeure partie du poids, du volume et de la force du cheveu. Plus loin à l’intérieur se trouve le noyau interne appelé la moelle. Comment ces parties fonctionnent-elles et interagissent-elles ? Voyons voir !
La cuticule
La couche la plus externe de la fibre capillaire s’appelle la cuticule. Elle protège les structures internes des impacts mécaniques et d’autres sources externes de dommages et contient des écailles superposées (kératinocytes) comme les bardeaux du toit. Il ne représente qu’environ 10% du poids total du cheveu. La brillance et la texture des cheveux dépendent de l’état des écailles qui les recouvrent dans le cortex. Un cheveu sain est doux au toucher car les écailles sont lisses, régulières et plates. Les cheveux sont rêches au toucher car les écailles de la cuticule se sont érodées et sont maintenant séparées. Même la texture d’une seule mèche de cheveux peut varier.
cuticule de cheveux
La cuticule a généralement une épaisseur de 6 à 8 écailles pour les Asiatiques, un peu moins pour les Caucasiens et encore moins pour les cheveux africains. Cette couche de cuticule plus fine rend les cheveux africains plus sujets aux cassures.
La cuticule réagit aux changements de pH. Dans un environnement alcalin ou basique, la couche cuticulaire gonfle lorsque les écailles s’ouvrent, permettant aux liquides de pénétrer dans la couche suivante. Alors que la cuticule durcit dans un environnement acide.
Le cortex
Le cortex est une couche épaisse, située au milieu, composée de cellules remplies de protéines, de kératine et de pigment de mélanine. Elle constitue environ 60 à 90 % du volume de la fibre et la plus grande partie de son poids. C’est la couche qui donne au cheveu sa force, son élasticité et sa couleur et où se produisent les changements chimiques.
la moelle
La couche la plus interne est appelée la moelle ou le canal médullaire. Son diamètre est compris entre 10 et 20 microns, mais le rôle de la médullaire dans le cheveu humain n’est pas encore déterminé. Il est composé de cellules en forme de cube qui se désintègrent rapidement, laissant derrière elles des poches d’air. Les cheveux épais ou grossiers contiennent généralement une médulla. Les cheveux fins sont généralement dépourvus de médullaire, tout comme les cheveux naturellement blonds. La moelle peut même disparaître le long de certaines parties de la mèche de cheveux et peut même être absente de la mèche entière.
Kératine : scientifiquement parlant, quelle est la différence entre les cheveux ondulés et les cheveux raides ?
Un type particulier de kératine, appelée kératine « dure », est la protéine du cheveu qui lui confère son intégrité structurelle. En termes chimiques, la kératine est une protéine fibreuse et insoluble. Mais ce qui est important ici, c’est que la kératine est responsable de la force des cheveux. En outre, il est important de savoir que ce système est constitué de quatre chaînes spiralées de kératine torsadées ensemble, dans lesquelles se trouvent certains de ces liens, déterminant le type de cheveux, qu’ils soient raides ou bouclés. Par conséquent, modifier la forme du cheveu, pour le lisser définitivement par exemple, implique de manipuler ces liaisons.
L’une de ces forces entre les chaînes de kératine est formée par des liaisons hydrogène. Bien que les liaisons hydrogène soient faibles, la kératine possède de nombreux sites où des liaisons hydrogène sont créées au sein des molécules et entre elles. Ainsi, les liaisons hydrogène forment une liaison forte.
Mais les liaisons hydrogène peuvent être rompues par l’eau lorsque celle-ci est insérée entre les chaînes de protéines. Les cheveux, qui sont déjà composés de 30 % d’eau en poids, absorbent davantage d’eau, ce qui fait gonfler la tige du cheveu et ouvre la cuticule. Cela explique pourquoi les cheveux bouclés deviennent temporairement raides lorsqu’ils sont mouillés. Cependant, une fois secs, de nouvelles liaisons hydrogène se forment entre les brins de kératine et les cheveux retrouvent leur boucle naturelle.
Une solution acide peut briser les liaisons ioniques ; par conséquent, les produits capillaires trop acides peuvent rendre les cheveux plus faibles et plus cassants.
Les liaisons disulfure étant beaucoup plus solides, des réactions d’oxydation et de réduction sont nécessaires pour les rompre. Pour le défrisage ou la permanente, ce sont ces liens qui doivent être rompus.
Dans les cheveux raides, ce sont les atomes situés au même endroit dans les chaînes de kératine adjacentes qui forment les liaisons qui les maintiennent ensemble. Alors que, dans les cheveux ondulés ou frisés, la plupart des liaisons sont formées entre des atomes situés à différents endroits de ces chaînes. La kératine se plie alors considérablement, ce qui donne des cheveux frisés.
La magie ? Comment fonctionne le lissage des cheveux
Les cheveux peuvent être lissés en utilisant la chaleur ou des produits chimiques. Jusqu’ici tout est clair, mais comment puis-je lisser mes cheveux ? La chaleur d’un lisseur (dont la température varie entre 170 C et 230 C) brise certaines des liaisons hydrogène qui créent les liens dans la kératine. En brossant les cheveux, les brins de protéines sont étirés et de nouvelles liaisons hydrogène se forment à de nouveaux endroits dans les cheveux désormais plus droits. Ce résultat est toutefois une conformation temporaire, car l’eau peut facilement rompre ces liaisons hydrogène et faire revenir les brins de protéines à leur ancienne configuration.
En revanche, le lissage chimique est un moyen plus permanent de lisser les cheveux. Le principe est le même, car pour obtenir une mèche droite de façon permanente, il faut rompre les trois liaisons qui créent les liens afin que le cheveu ait une autre forme.
Une autre technique, appelée traitement à la kératine brésilienne, consiste à ajouter des acides aminés de kératine à la fibre protéique de nos cheveux. Cela semble miraculeux, mais il suffit d’utiliser un réactif de réticulation pour coller les acides aminés ajoutés aux brins de kératine des cheveux. Les cheveux sont ensuite étirés et chauffés avec un fer plat. Cette technique a suscité une controverse car elle utilise le formaldéhyde comme l’un des réactifs de réticulation, et le formaldéhyde est considéré comme un agent cancérigène lorsqu’il est inhalé.
La science derrière le lavage des cheveux
Nos cheveux ont la capacité de produire leur propre conditionneur naturel sous la forme de sébum, un composant semblable à une huile. Ce sébum est produit par les glandes sébacées situées à côté des follicules pileux. Son but est d’être une barrière protectrice pour la cuticule. Il maintient également l’humidité, ce qui permet aux cheveux d’être soyeux. La surface lisse et régulière de la cuticule grâce au sébum donne aux cheveux un aspect brillant. Mais cette couche protectrice empêche également les bactéries de se développer sur la tige du cheveu.
Mais tout n’est pas positif dans ce composant. Le sébum peut retenir la saleté, ce qui rend nos cheveux ternes et peu hygiéniques. En outre, l’eau seule ne suffit pas à éliminer la saleté des cheveux. L’eau et le sébum ne se mélangent pas car l’eau est polaire, alors que le sébum ne l’est pas. Il faut donc utiliser un shampooing à cet effet.
Le shampooing est préférable au savon pour le lavage des cheveux. La raison ? Le savon est basique, ce qui provoque le gonflement et l’ouverture des écailles de la cuticule. Alors que le shampooing a un pH plus faible, ce qui permet aux cellules de la cuticule de rester aplaties.
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