| Savons et détergents | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Les
produits de nettoyage jouent un rôle essentiel dans notre vie quotidienne. En
permettant de bien éliminer, en toute sécurité, les salissures, les microbes
et les autres contaminants, ils nous aident à préserver notre santé, à
prendre soin de nos maisons et de nos biens, et à rendre notre environnement
plus plaisant.
L'Association Canadienne de la Savonnerie et de la Détergence (ASCD) sait qu'il est essentiel à la bonne
utilisation des produits de nettoyage que le public en comprenne la sécurité
et les avantages. Afin de favoriser cette compréhension, nous avons résumé
les principaux jalons de l'histoire de ces produits, en veillant à expliquer
comment ils fonctionnent et comment on en évalue l'innocuité pour le public
et l'environnement, à préciser le rôle de divers produits et de leurs
composants, et à exposer les procédés de fabrication les plus courants.
La présente
section constitue une source d'information utile sur les produits de
nettoyage pour les consommateurs, les éducateurs, les étudiants, les médias,
les responsables gouvernementaux et les entreprises, entre autres.
Pour
comprendre ce qu'il faut pour bien nettoyer, une connaissance élémentaire de
la chimie des savons et détergents est nécessaire.
L'eau, qui
est le liquide communément utilisé pour nettoyer, possède une propriété
appelée tension superficielle. Dans la masse d'eau, chaque molécule est
entourée par d'autres molécules d'eau et est attirée par elles. Cependant, à
la surface, ces molécules ne sont entourées par d'autres molécules que du
côté de l'eau. Une tension se crée lorsque les molécules d'eau à la surface
sont attirées dans la masse d'eau. Cette tension fait qu'il se forme des
gouttes d'eau sur les surfaces (verre, tissu), ce qui ralentit
l'humidification de la surface et gêne le nettoyage. On peut voir ce qu'est
la tension superficielle en versant une goutte d'eau sur un comptoir. Cette
goutte ne changera pas de forme et ne s'étalera pas.
Pendant le
nettoyage, la tension superficielle doit être réduite pour que l'eau puisse
se répandre pour mouiller les surfaces. Les produits chimiques qui permettent
d'arriver à ce résultat s'appellent agents de surface ou surfactifs. On dit d'eux
qu'ils rendent l'eau « plus mouillée ».
Les
surfactifs jouent d'autres rôles importants dans le nettoyage, notamment de
dilatant, d'émulsionnant (dispersion dans l'eau) et de maintien des
salissures en suspension jusqu'à leur élimination lors du rinçage. Les
surfactifs peuvent également fournir une alcalinité utile pour éliminer les
salissures acides.
Les
surfactifs sont classés selon leurs propriétés ioniques (charge électrique)
dans l'eau : anionique (charge négative), non ionique (aucune charge),
cationique (charge positive) et amphotère (charge positive ou négative).
Le savon
est un surfactif anionique. D'autres surfactifs anioniques ainsi que non
ioniques entrent dans la composition des détergents actuels. À présent,
regardons de plus près la chimie des surfactifs.
Les savons
sont des sels de potassium ou de sodium d'acides gras hydrosolubles. Les
savons sont fabriqués à partir de graisses et d'huiles ou de leurs acides
gras, en les traitant chimiquement avec un alcali fort.
Examinons tout
d'abord la composition des graisses, des huiles et des alcalis. Ensuite, nous
passerons en revue le processus de fabrication des savons.
Les
graisses et les huiles employées dans la fabrication des savons sont de
sources animales ou végétales. Chaque graisse ou huile contient un mélange
distinct de triglycérides.
Dans une
molécule de triglycéride, trois molécules d'acide gras sont attachées à une
molécule de glycérine. Il existe de nombreux types de triglycérides, chacun
réunissant sa propre combinaison particulière d'acides gras.
Les acides
gras sont les composants des graisses et des huiles employés dans la
fabrication des savons. Ce sont des acides faibles qui se décomposent en deux
parties :
Un groupe
d'acides carboxyliques composés d'un atome d'hydrogène (H), de deux atomes
d'oxygène (O) et d'un atome de carbone (C), plus une chaîne d'hydrocarbures
attachée au groupe d'acides carboxyliques. Elle se compose généralement d'une
longue chaîne continue d'atomes de carbone (C) comportant chacun deux atomes
d'hydrogène (H).
Un alcali
est un sel soluble de métal alcalin, comme le sodium ou le potassium. À
l'origine, les alcalis utilisés dans la fabrication des savons étaient tirés
de cendres végétales, mais n'étaient pas fabriqués commercialement.
Aujourd'hui, le terme alcali décrit une substance qui constitue une base du
point de vue chimique (l'opposé d'un acide) et qui réagit avec un acide et le
neutralise.
Les alcalis
couramment employés dans la fabrication des savons sont l'hydroxyde de sodium
(NaOH), aussi appelé soude caustique, et l'hydroxyde de potassium (KOH),
aussi appelé potasse caustique.
La
saponification des graisses et des huiles est la méthode de fabrication la
plus généralement utilisée. Elle consiste à chauffer les graisses et les
huiles et à obtenir une réaction avec un liquide alcalin afin d'obtenir du
savon et de l'eau (savon lisse) plus de la glycérine.
La
neutralisation des acides gras à l'aide d'un alcali est l'autre grande
méthode de fabrication des savons. Les graisses et les huiles sont
hydrolysées (fractionnées) au moyen de vapeur à haute pression afin d'obtenir
des acides gras et de la glycérine bruts. Les acides gras sont ensuite
purifiés par distillation et neutralisés à l'aide d'un alcali afin d'obtenir
du savon et de l'eau (savon lisse).
Si l'alcali
employé est de l'hydroxyde de sodium, on obtient un savon sodique, qui est un
savon dur. Si l'alcali employé est de l'hydroxyde de potassium, on obtient un
savon potassique. Les savons potassiques, qui sont plus mous, se retrouvent
dans certains savons liquides pour les mains et dans certaines crèmes à
raser.
L'extrémité
carboxylique de la molécule de savon est attirée par l'eau. On parle
d'extrémité hydrophile (qui aime l'eau). La chaîne d'hydrocarbures est
attirée par l'huile et la graisse et repoussée par l'eau. On parle
d'extrémité hydrophobe (qui déteste l'eau).
Le savon
est un bon produit de nettoyage, mais il devient moins efficace si on
l'utilise dans de l'eau dure. La dureté de l'eau tient à la présence de sels
minéraux tels que le calcium (Ca) et le magnésium (Mg) et, parfois, le fer
(Fe) et le manganèse (Mn). En réagissant au contact du savon, les sels
minéraux donnent un précipité insoluble appelé pellicule ou mousse de savon.
La
pellicule de savon n'est pas facile à rincer. Elle a tendance à s'accrocher
et à produire des dépôts visibles sur les vêtements. De plus, elle raidit les
tissus. Elle recouvre aussi l'intérieur des baignoires, des éviers et des
machines à laver.
Une partie
du savon est utilisée dans la réaction au contact des minéraux contenus dans
l'eau dure pour former cette pellicule, ce qui réduit la quantité de savon
qui sert au nettoyage. Même lorsque des vêtements sont lavés à l'eau douce,
des minéraux durcissants sont introduits par la saleté dans les vêtements.
Les molécules de savon ne sont pas très polyvalentes et ne peuvent pas
s'adapter à la variété de fibres, de températures de lavage et de qualités
d'eau actuelle.
Un
détergent est un produit de nettoyage efficace parce qu'il contient un ou
plusieurs surfactifs. En raison de leur composition chimique, les surfactifs
utilisés dans les détergents peuvent être conçus de manière à donner de bons
résultats dans diverses situations. Ces surfactifs sont moins sensibles que
le savon aux minéraux durcissants présents dans l'eau et la plupart ne
formeront pas de pellicule.
Des
surfactifs détergents ont été mis au point en réponse à une pénurie de
graisses et d'huiles animales et végétales pendant les deux guerres
mondiales. De plus, une substance résistant à l'eau dure était nécessaire
pour obtenir un meilleur nettoyage. À l'époque, nous avions du pétrole en
abondance pour fabriquer ces surfactifs. Aujourd'hui, les surfactifs
détergents sont tirés de divers produits pétrochimiques (dérivés du pétrole)
et/ou de produits chimiques (dérivés de graisses et d'huiles).
Comme les
acides gras utilisés dans la fabrication des savons, le pétrole et les huiles
et graisses contiennent des chaînes d'hydrocarbures qui sont repoussées par
l'eau mais attirées par l'huile et la graisse contenues dans les salissures. Ces
sources de chaînes d'hydrocarbures sont utilisées pour fabriquer l'extrémité
hydrophobe de la molécule surfactive.
Des
produits chimiques, comme le trioxyde de soufre, l'acide sulfurique et
l'oxyde d'éthylène, sont employés pour produire l'extrémité hydrophile de la
molécule surfactive.
Comme dans
la fabrication des savons, un alcali est utilisé pour produire des surfactifs
détergents. L'hydroxyde de sodium et l'hydroxyde de potassium sont les
alcalis les plus courants.
Les
produits chimiques réagissent au contact d'hydrocarbures dérivés du pétrole
ou de graisses et d'huiles, produisant de nouveaux acides voisins des acides
gras.
Une
deuxième réaction ajoute un alcali aux nouveaux acides pour produire un type
de molécule surfactive anionique.
Les
molécules surfactives non ioniques sont produites en transformant d'abord
l'hydrocarbure en alcool, puis en provoquant une réaction entre l'alcool gras
et l'oxyde d'éthylène.
Il est
possible d'aller plus loin encore en mettant en contact ces surfactifs non
ioniques et des acides soufrés pour obtenir un autre type de surfactif
anionique.
Ces types
d'énergie, qui agissent les uns sur les autres, doivent être savamment dosés.
Voyons comment ils agissent ensemble.
Prenons des
vêtements tachés d'huile et de graisse. L'eau seule n'en viendra pas à bout,
notamment parce que l'huile et la graisse présentes dans les taches
repoussent les molécules d'eau.
Maintenant,
ajoutons du savon ou du détergent. L'extrémité hydrophobe du surfactif est
repoussée par l'eau mais attirée par l'huile présente dans les taches.
Parallèlement, l'extrémité hydrophile est attirée par les molécules d'eau.
Ces forces
contraires détendent les salissures, qui se retrouvent en suspension dans
l'eau. L'eau chaude ou très chaude aide à dissoudre la graisse et l'huile
présentes dans les salissures. L'agitation des machines à laver ou le frottage
à la main aide à décoller les salissures.
Les
origines de l'hygiène personnelle remontent à la préhistoire. Comme l'eau est
essentielle à la vie, les premiers habitants de la Terre vivaient près de
l'eau et connaissaient quelque peu ses propriétés nettoyantes ou du moins ils
savaient qu'ils pouvaient s'y rincer les mains.
Une matière
ressemblant à du savon trouvée dans des cylindres en argile pendant
l'excavation de la Babylone antique prouve que l'on savait fabriquer du savon
dès 2800 avant J.-C. Les inscriptions sur les cylindres disent que des
graisses étaient bouillies avec des cendres, ce qui est une méthode de
fabrication du savon, mais elles n'expliquent pas à quoi servait ce
« savon ». Plus tard, ce produit a été utilisé dans la coiffure.
Il est
démontré que, dans l'Antiquité, les Égyptiens se baignaient régulièrement. Le
papyrus d'Ebers, document médical datant de 1500 avant J.-C. environ, décrit
comment on mélange des huiles animales et végétales avec des sels alcalins
pour obtenir une espèce de savon utilisé dans le traitement des maladies
cutanées, ainsi que pour laver.
À la même
époque à peu près, Moïse transmit aux Hébreux des lois détaillées sur
l'hygiène personnelle. Il établissait aussi un lien entre la propreté, d'une
part, et la santé et la purification religieuse, d'autre part. Les récits
bibliques donnent à penser que les Hébreux savaient qu'en mélangeant des
cendres et de l'huile, on obtenait une sorte de gel pour les cheveux.
Les Grecs
anciens se baignaient pour des raisons esthétiques et, apparemment, ils
n'employaient pas de savon. En fait, pour se laver, ils utilisaient des pains
d'argile, du sable, des pierres ponces et des cendres, puis ils s'enduisaient
d'huile, qu'ils retiraient, tout comme la saleté, à l'aide d'un instrument
métallique appelé strigile. Ils mélangeaient aussi huile et cendres. Les
vêtements étaient lavés sans savon dans les cours d'eau.
D'après une
vieille légende romaine, le savon tire son nom du Mont Sapo, oú des animaux
étaient sacrifiés. La pluie lavait un mélange de graisse animale fondue, ou
suif, et de cendres de bois, qui se retrouvait dans le sol argileux des rives
du Tibre. Les femmes s'aperçurent que, grâce à ce mélange argileux, leur
linge était plus propre bien plus facilement.
Les Germains
et les Gaulois auraient également découvert une substance appelée savon faite
de suif et de cendres qu'ils utilisaient pour teindre leurs cheveux en rouge.
La
civilisation romaine se raffinant, on se lava davantage. Les premiers
célèbres bains romains, alimentés en eau par des aqueducs, furent construits
vers 312 avant J.-C. Ils étaient luxueux et s'y rendre devint très
populaire. Au deuxième siècle après J.-C., le médecin grec Galène
recommandait déjà le savon à des fins médicinales et hygiéniques.
Après la
chute de Rome, en 467 après J.-C., et le déclin des bains, la majeure partie
de l'Europe ressentit l'incidence de la saleté sur la santé publique. Ce
manque d'hygiène personnelle et des conditions de vie par ailleurs peu
hygiéniques contribuèrent beaucoup aux grands fléaux du Moyen Âge et, tout
particulièrement à la Grande Peste du XIVe siècle. Il a fallu
attendre le XVIIe siècle pour voir l'hygiène et les bains
commencer à redevenir à la mode dans presque toute l'Europe. Cependant,
l'hygiène personnelle restait importante dans certaines régions du monde
médiéval. Les bains quotidiens étaient de coutume au Japon au Moyen Âge. Et
en Islande, le samedi soir, les gens se retrouvaient volontiers dans des
bassins remplis avec les eaux de sources chaudes.
Au VIIe
siècle, la fabrication artisanale de savon était déjà bien établie en Europe.
Des guildes de savonniers protégeaient farouchement leurs formules secrètes.
Des huiles végétales et animales étaient mélangées à des cendres de plantes,
et le tout était parfumé. Peu à peu, les savons se sont diversifiés pour le
rasage, les shampooings ainsi que le bain et le blanchissage.
On
fabriquait du savon en Italie, en Espagne et en France, pays qui disposaient
de matières premières telles que l'huile d'olive. Les Anglais ont commencé à
fabriquer du savon au XIIe siècle. La savonnerie rapportait
tellement qu'en 1622, Jacques Ier accordait un monopole à un
savonnier pour 100 000 $ par an. Dans la deuxième moitié du XIXe siècle,
plusieurs pays taxaient lourdement le savon, considéré comme produit de luxe.
Une fois les lourdes taxes supprimées, le commun des mortels a pu se procurer
du savon et les normes d'hygiène se sont améliorées.
Une grande
étape vers la fabrication commerciale de savon à grande échelle a été franchie
en 1791 quand un chimiste français, Nicolas Leblanc, a breveté un procédé de
fabrication de cendres de soude, ou bicarbonate de soude, à partir de sel
gemme. Le bicarbonate de soude est l'alcali obtenu à partir de cendres qui,
ajouté à de la graisse, donne du savon. Le procédé de Nicolas Leblanc
permettait de produire à bon prix de grandes quantités de bicarbonate de
soude de bonne qualité.
Les
méthodes modernes de fabrication du savon sont nées une vingtaine d'années
plus tard avec la découverte par Michel Eugène Chevreul, autre chimiste
français, de la nature et des relations chimiques des graisses, de la
glycérine et des acides gras. Ses études constituent la base de la chimie des
graisses et du savon.
L'invention,
au milieu du XIXe siècle, par le chimiste belge Ernest
Solvay, du procédé ammoniaque, qui utilisait du simple sel blanc, ou chlorure
de sodium, pour obtenir du bicarbonate de soude marque également un grand
progrès dans la technologie du savon. Ce procédé réduisait encore le coût de
production de cet alcali. Il permettait aussi d'augmenter la quantité et
d'améliorer la qualité du bicarbonate de soude utilisé dans la fabrication
des savons.
En 1850,
grâce à ces découvertes scientifiques et à l'électrification des usines, la
fabrication de savon était devenue une des industries nord-américaines en
pleine expansion. Parallèlement, avec sa grande diffusion, le savon est passé
de produit de luxe à article quotidien de première nécessité. Son utilisation
se généralisant, on a créé des savons plus doux pour le bain et des savons
pour les lessiveuses apparues au début du XXe siècle.
La chimie
de la fabrication du savon n'a pratiquement pas changé jusqu'en 1916, année
de la mise au point du premier détergent synthétique, en Allemagne, en réponse
à une pénurie de graisses pour fabriquer du savon due à la Première Guerre
mondiale. Les détergents synthétiques, appelés tout simplement détergents
aujourd'hui, sont des produits de lavage et de nettoyage ne contenant pas de
savon, « synthétisés » ou créés chimiquement à partir de diverses
matières premières. La découverte des détergents répondait aussi à la
nécessité d'un produit de nettoyage qui, contrairement au savon, ne se
mélangerait pas aux sels minéraux présents dans l'eau pour former une substance
insoluble appelée grumeau de savon.
En Amérique
du Nord, la production de détergents ménagers a commencé au début des années
1930, mais elle n'a vraiment pris son essor qu'après la Deuxième Guerre
mondiale. L'interruption de l'approvisionnement en graisses et en huiles en
temps de guerre, ainsi que le fait que l'armée avait besoin d'un produit de
nettoyage efficace dans l'eau de mer minéralisée et dans l'eau froide, a
poussé à faire avancer la recherche sur les détergents.
Les
premiers détergents étaient utilisés principalement pour faire la vaisselle
et laver des tissus délicats. La mise au point des détergents pour le linge
en général a progressé en 1946, quand le premier détergent « pour grosse
lessive » (contenant un mélange de surfactif et d'adjuvant) a été lancé
aux États-Unis. Le surfactif est l'ingrédient nettoyant de base du produit
détergent, tandis que l'adjuvant aide le surfactif à mieux faire son travail.
Les composés phosphatés utilisés comme adjuvants dans ces détergents ont
permis de beaucoup améliorer les résultats, notamment avec le linge très
sale.
En 1953,
les ventes de détergents dépassaient celles de savon aux États-unis. À
présent, les détergents ont pratiquement remplacé les produits à base de
savon pour la lessive, la vaisselle et le ménage. On trouve également des
détergents (seuls ou combinés à du savon) dans les pains et liquides utilisés
pour l'hygiène personnelle.
Depuis ces
premières réalisations de la chimie des détergents et des adjuvants, on
continue de chercher à créer des produits à la fois efficaces, faciles à
utiliser et sans danger pour les consommateurs et l'environnement. Voici un
résumé de quelques-unes de ces innovations :
Années 1950
Années 1960
Années 1970
Années 1980
Années 1990
Afin de
déterminer la sécurité d'un ingrédient entrant dans la formule d'un produit
de nettoyage, les chercheurs de l'industrie en évaluent la toxicité. On
entend généralement par toxicité tout effet nocif d'un produit chimique sur
un organisme vivant, comme un être humain, un animal, un végétal ou un
micro-organisme. Comme tous les produits chimiques, y compris l'eau, sont
toxiques dans certaines conditions d'exposition, les scientifiques doivent
tenir compte de plusieurs facteurs qui influent sur celle-ci, dont la durée
et la fréquence d'exposition à l'ingrédient, le niveau d'exposition à
l'ingrédient, et le mode d'exposition (par exemple, par les yeux, la peau ou
l'ingestion). Ces données sont essentielles pour évaluer l'effet sur les
humains, les animaux, les végétaux ou les micro-organismes.
L'évaluation
de la sécurité humaine et environnementale tenant compte de différents types
d'exposition, différentes méthodes sont utilisées. Cependant, les principales
étapes sont les mêmes et les voici :
Ce
processus d'évaluation de la sécurité permet aux scientifiques de prédire, le
cas échéant, le risque potentiel associé à l'utilisation de l'ingrédient ou
du produit et de déterminer s'il est sûr pour les consommateurs et
l'environnement.
La médecine
a confirmé depuis longtemps qu'il existe un lien important entre la propreté
et la santé. L'utilisation régulière de produits de nettoyage est
fondamentale pour la santé de notre société et le bien-être de sa population.
Parce que
les produits de nettoyage font partie de notre vie quotidienne, il est
essentiel qu'ils ne posent pas de risque important pour la santé. Lorsqu'ils
étudient la sécurité d'un ingrédient ou d'un produit pour les humains, les
toxicologues (les scientifiques qui évaluent la sécurité des produits
chimiques) s'intéressent aux effets de deux types d'exposition : volontaire
ou involontaire. Les expositions volontaires se produisent lorsque l'on
utilise un produit de nettoyage en suivant les instructions du fabricant. Les
expositions involontaires peuvent être le résultat d'une mauvaise
utilisation, si le produit n'est pas conservé comme il faut ou s'il y a un
contact accidentel, comme lorsque du détergent liquide entre en contact avec
les yeux.
Les dangers
que représentent ces types d'exposition sont évalués à partir de
l'information fournie par l'analyse des effets toxiques aigus (court terme)
et chroniques (long terme) et par l'examen des données existantes. Dans cette
évaluation, il est tenu compte des modes d'exposition possibles.
Les
évaluations de la sécurité humaine commencent par les différents ingrédients
avant de passer au produit tout entier. Les effets de tous les ingrédients
sont étudiés pendant la formulation du produit.
Les
toxicologues comparent l'exposition escomptée à l'effet prévu pendant la
fabrication et l'utilisation du produit. En quoi les travailleurs seront-ils
exposés dans l'usine? Quelle est l'utilisation prévue du produit? Est-il
dilué? Non dilué? Utilisé tous les jours à la maison? Une fois par semaine en
milieu de travail? Les toxicologues étudient aussi l'effet escompté d'une
exposition involontaire. Quel peut être le risque, par exemple, si un enfant
boit un produit directement à la bouteille?
Si
l'évaluation de la sécurité pour les humains révèle un risque inacceptable,
il peut être possible d'atténuer le risque en modifiant le procédé de fabrication,
en reformulant le produit de manière à réduire ou à éliminer un ingrédient
qui contribue à l'effet toxique, ou en utilisant l'étiquetage ou une
fermeture à l'épreuve des enfants. S'il est impossible de réduire le risque,
le produit ne sera pas commercialisé.
Même si les
fabricants formulent les produits de nettoyage de manière à ce qu'ils soient
sûrs ou qu'ils présentent très peu de risques, les expositions involontaires
continuent d'avoir des effets sur la santé humaine. Afin de mettre en garde
les consommateurs contre un danger particulier, les produits d'entretien
ménagers portent un étiquetage d'avertissement dès que cela est nécessaire.
Pour les consommateurs, il s'agit d'un des éléments les plus importants de
l'étiquette.
La
réglementation fédérale régit l'utilisation d'avertissements relatifs à la
sécurité humaine sur les étiquettes des produits d'entretien ménagers. Ainsi,
ces avertissements doivent suivre certaines normes de présentation.
Parallèlement
au processus d'évaluation de la sécurité et à l'étiquetage d'avertissement,
un programme d'information des consommateurs sur la bonne façon d'utiliser,
d'entreposer et d'éliminer les produits de nettoyage ajoute aux efforts
déployés par l'industrie des savons et des détergents en matière de sécurité
humaine. De plus, l'industrie travaille en étroite collaboration avec les
centres antipoisons afin de s'assurer qu'en cas d'exposition accidentelle, le
personnel soignant dispose de renseignements pour le traitement. Globalement,
ces activités permettent aux consommateurs d'utiliser des produits de
nettoyage en ayant confiance dans leur sécurité et leur efficacité.
La plupart
des produits d'entretien ménagers sont formulés pour être utilisés avec de
l'eau et pour être évacués par les réseaux d'égout, vers des stations
d'épuration municipales ou des fosses septiques. Afin de s'assurer que les
produits ne présentent pas de danger pour l'environnement, les fabricants
évaluent les incidences de leurs ingrédients sur les réseaux de traitement
des eaux usées, les cours d'eau, les rivières, les lacs et les estuaires. Des
principes scientifiques généralement reconnus par les milieux techniques et
les organes de réglementation sont utilisés pour évaluer le risque que
représentent ces effets pour l'environnement.
L'évaluation
des risques environnementaux porte sur les niveaux d'exposition et sur les
effets des différents ingrédients. Deux types d'information sont employés
dans ces évaluations. L'un permet aux chercheurs de l'industrie de prédire la
concentration de l'ingrédient quelle que soit la source, y compris les
produits de nettoyage, dans différents endroits dans l'environnement (le
niveau d'exposition prévu). L'autre sert à calculer la plus forte
concentration de l'ingrédient qui ne nuirait pas aux animaux, aux végétaux ou
aux micro-organismes vivant dans l'environnement (la concentration sans
effet). En comparant le niveau d'exposition prévu et la concentration sans
effet, les scientifiques peuvent déterminer s'il est sans danger pour
l'environnement d'utiliser un certain ingrédient. L'utilisation envisagée de
l'ingrédient entrant dans le produit de nettoyage est acceptable si le niveau
d'exposition prévu est inférieur à la concentration qui nuirait aux animaux,
aux végétaux ou aux micro-organismes.
Cette
information vaut pour les ingrédients traités dans les fosses septiques
individuelles comme dans les stations d'épuration municipales. Dans les deux
cas, il y a deux étapes élémentaires dans le traitement des eaux usées. La
première, appelée traitement primaire, consiste à éliminer les matières
solides, comme le sable ou la graisse, des eaux usées par des moyens
physiques, comme le décantage ou la flottation dans des cuves ou des bassins.
La seconde
étape, appelée traitement secondaire, élimine les matières dissoutes par des
moyens biologiques, comme la consommation de micro-organismes. C'est pendant
le traitement secondaire qu'intervient le processus le plus important pour
réduire le niveau d'exposition aux ingrédients des détergents. Il s'agit de la
biodégradation. On entend par biodégradation la décomposition des ingrédients
organiques (contenant du carbone) des détergents, comme les surfactifs, les
enzymes et les parfums, en dioxyde de carbone, en eau et en minéraux sous
l'action de micro-organismes tels que des bactéries. À ce stade, la
biodégradation ramène la quantité d'ingrédients des détergents rejetée dans
l'environnement à des niveaux qui ne présentent pas de risque pour les
poissons ou d'autres formes de vie aquatique. Les petites quantités de
produits chimiques qui ne sont pas éliminées par biodégradation ou pendant le
traitement des eaux usées sont diluées dans les eaux de surface, les sols et
les océans. Leur biodégradation se poursuit ou elles sont retirées de l'eau
en se fixant sur des matières solides, autrement dit par adsorption.
Certains
ingrédients inorganiques (ne contenant pas de carbone) des détergents, comme
les phosphates, les zéolites et certains colorants, se fixent également sur
des matières solides, et leur traitement se poursuit pendant celui des
matières biosolides (boues) produites pendant les traitements primaire et
secondaire. Les matières biosolides sont souvent utilisées comme engrais et
comme amendements synthétiques.
Grâce aux
méthodes de traitement modernes, seule une quantité insignifiante des
ingrédients employés pour faire la lessive, la vaisselle, le ménage et
nettoyer des surfaces en milieu de travail se retrouve en fait dans
l'environnement. De plus, cette quantité est à de tels niveaux qu'elle n'a
pas d'effets nocifs.
L'industrie
des savons et des détergents est déterminée à comprendre l'incidence de ses
produits et emballages sur l'environnement, car c'est ainsi qu'elle pourra
réduire cette incidence et améliorer la qualité environnementale de ces
produits et emballages.
Les
fabricants de produits de nettoyage montrent l'exemple pour ce qui est de
réduire les déchets d'emballages et d'encourager des pratiques d'élimination
des déchets judicieuses. Les progrès technologiques permettent de proposer
des produits plus concentrés, des produits qui combinent deux fonctions en
une, des produits pour lesquels il existe des recharges et des emballages
utilisant des matières recyclées. Il faut moins d'énergie pour fabriquer et
transporter les produits concentrés, et leur emballage est moins volumineux.
Avec les produits multifonctionnels, il n'est plus nécessaire de séparer les
emballages. Les recharges permettent aux consommateurs de réutiliser de
nombreuses fois les emballages d'origine, d'oú une diminution de la quantité
d'emballages utilisés et du volume de déchets générés. Grâce au recyclage, le
plastique et le carton qui autrement seraient jetés, deviennent des matières
utilisables.
Par le
biais de programmes éducatifs et communautaires, l'industrie des savons et
des détergents aide les consommateurs à apprendre à réduire la quantité de
déchets et à les éliminer au mieux. Il est rappelé aux consommateurs que
le plus sage, du point de vue de l'environnement, c'est de n'acheter que la
quantité de produit d'entretien ménager que l'on peut utiliser, de l'utiliser
complètement ou de le donner et, si l'on doit s'en débarrasser, de le faire
comme il convient. En règle générale, les produits destinés à être
utilisés avec de l'eau devraient être versés dans une canalisation et les
produits solides, comme les tampons à récurer, jetés aux ordures.
L'évaluation
du cycle de vie (ECV) est une méthode prometteuse à l'étude qui vise à
améliorer la qualité environnementale des produits. L'ECV est un examen de
bout en bout de toutes les incidences environnementales d'un produit et de
son emballage, de l'acquisition des matières premières à l'utilisation et à
l'élimination par les consommateurs, en passant par la fabrication et la
distribution. L'ECV permet notamment de savoir si en réduisant une incidence
environnementale dans un domaine, par exemple, la fabrication, on ne reporte
pas l'incidence à un autre, comme l'élimination. L'ECV aide aussi à
déterminer sur quoi doivent porter les mesures d'amélioration en matière
environnementale.
Dans son
attachement à la sécurité, l'industrie des savons et des détergents s'appuie
sur des données scientifiques solides. Elle reste décidée à l'assurer sans
compromettre la performance des produits, leur commodité ou leur rapport
coût-efficacité.
Les
savons et les détergents sont essentiels pour l'hygiène de vie et la santé
publique. Par le pouvoir nettoyant, ils contribuent à une bonne hygiène personnelle,
aident à éliminer des microbes responsables de maladies infectieuses, et
prolongent la durée d'utilisation des vêtements, de la vaisselle, du linge de
maison, des surfaces et des meubles. Ils rendent aussi notre maison et notre
lieu de travail plus plaisants.
Les savons
et les détergents que l'on trouve dans les maisons se divisent en quatre
grandes catégories : hygiène personnelle, lessive, vaisselle et ménage.
Chacune contient différents types de produits formulés avec des ingrédients
choisis pour remplir une fonction de nettoyage générale et donner des
propriétés particulières à ces produits. En connaissant les différents
produits et leurs ingrédients, il est plus facile de choisir le bon produit
pour le nettoyage voulu.
Les produits
d'hygiène personnelle comprennent les savons en pain, les gels, les savons
liquides et les détergents renforcés pour les mains. Ces produits tirent leur
pouvoir nettoyant du savon, d'autres surfactifs ou d'une combinaison des
deux. Le choix de produit de nettoyage aide à déterminer les caractéristiques
du produit pour ce qui est de la mousse, de la sensation sur la peau et de le
rinçage.
Les
détergents et additifs pour la lessive sont proposés sous forme de liquides,
de poudres, de gels, de bâtonnets, de vaporisateurs, de pompes, de feuilles
et de pains. Ils sont formulés de manière à éliminer différentes sortes de
tâches et de saletés, à blanchir, à adoucir et à conditionner les tissus, et
à désinfecter dans des conditions variables en ce qui concerne l'eau, la
température et l'utilisation.
Les
produits à vaisselle comprennent les produits pour laver la vaisselle à la
main ou à la machine ainsi que quelques produits spéciaux. Ils existent sous
forme de liquides, de gels, de poudres et de produits solides.
Les
produits d'entretien ménagers sont proposés sous forme de liquides, de gels,
de poudres, de matières solides, de feuilles et de tampons à utiliser sur
différentes surfaces, comme le plastique, le métal, la porcelaine, le verre
et les surfaces peintes, ainsi que sur des revêtements de sol lavables. Comme
aucun produit ne peut donner de résultats optimaux sur tous les types de
surface et de sol, une large gamme de produits a été formulée pour un
nettoyage facile et efficace. Les produits de nettoyage polyvalents sont
destinés à un usage plus général, tandis que d'autres donnent de meilleurs
résultats dans des conditions d'emploi très particulières.
Les
surfactifs et les adjuvants sont les principaux composants des produits
d'entretien ou de nettoyage. D'autres ingrédients sont ajoutés pour offrir
diverses fonctions, comme d'améliorer le nettoyage en présence de
salissures/surfaces particulières, d'assurer la stabilité du produit et de
lui donner une identité unique. Voyons comment les surfactifs et les adjuvants
agissent, puis passons en revue d'autres ingrédients couramment utilisés.
Les
surfactifs, également appelés agents de surface, sont des produits chimiques
organiques qui changent les propriétés de l'eau (voir Chimie).
En
abaissant la tension de surface de l'eau, les surfactifs permettent à la
solution nettoyante de mouiller plus rapidement une surface (par exemple, des
vêtements, de la vaisselle, des comptoirs), de sorte que la saleté se décolle
pour être éliminée facilement (généralement, avec l'aide d'une action
mécanique). Les surfactifs émulsionnent également les taches graisseuses et
les dispersent tout en les maintenant en suspension afin qu'elles ne se
redéposent pas sur la surface. Afin qu'ils fassent bien leur travail, beaucoup
de produits d'entretien comprennent deux surfactifs voire plus.
Les
surfactifs sont généralement classés en fonction de leurs propriétés ioniques
(charge électrique) dans l'eau.
Les
adjuvants renforcent ou maintiennent l'efficacité du surfactif dans le
nettoyage. Ils ont pour principale fonction de réduire la dureté de l'eau, ce
qu'ils font par séquestration ou chélation (fait de retenir dans la solution
les minéraux de l'eau dure), par précipitation (en formant une substance
insoluble) ou par échange d'ions (en échangeant des particules chargées
d'électricité). Les phosphates complexes et le citrate de sodium sont des
adjuvants séquestrants courants. Le carbonate de sodium et le silicate de
sodium sont des adjuvants précipitants. Le silicate d'aluminium et de sodium
(zéolite) est un adjuvant échangeur d'ions.
Les
adjuvants peuvent également fournir et maintenir une alcalinité, ce qui aide
à nettoyer, notamment les taches acides, à empêcher les saletés de se
redéposer pendant le lavage et à émulsionner les taches graisseuses.
Symboles
des ingrédients : Les symboles suivants placés sous le nom des
ingrédients indiquent dans quelle catégorie de produits ils peuvent être
utilisés.
HP - Hygiène personnelle L'alcalinité aide à
éliminer les taches acides et graisseuses. Les détergents sont donc plus
efficaces quand ils sont alcalins.
La fabrication
des savons et des détergents comprend toute une série d'opérations de
transformation et de conditionnement. L'ampleur et la complexité de ces
opérations varient selon qu'elles se déroulent dans de petites usines
employant quelques personnes ou de grandes usines en employant des centaines.
Les produits vont de produits fabriqués en volume important, comme les
lessives utilisées régulièrement, à des produits spécialisés, fabriqués en
plus petit volume et correspondant à des besoins de nettoyage moins
fréquents.
Les
produits de nettoyage se présentent sous trois formes principalement :
les pains, les poudres et les liquides. Certains produits liquides sont
tellement visqueux que ce sont des gels. La sélection des matières premières
est la première étape de la fabrication des trois formes. Les matières
premières sont choisies en fonction de nombreux critères, y compris leur
sécurité pour les humains et pour l'environnement, leur coût, leur
compatibilité avec d'autres ingrédients ainsi que la forme et les
caractéristiques de performance du produit fini. S'il arrive que les méthodes
de production mêmes varient d'un fabricant à l'autre, certaines étapes sont
communes à tous les produits se présentant sous une forme similaire.
Commençons
par examiner la fabrication des pains de savon, puis nous passerons à celle
des détergents liquides ou en poudre.
Les pains
de savon traditionnels sont fabriqués à partir de graisses et d'huiles ou de
leurs acides gras en obtenant une réaction au contact de bases hydrosolubles
inorganiques. Les principales sources de graisses sont le suif de boeuf et de
mouton, tandis les huiles de palme, de coco et de palmiste sont les
principales huiles employées dans la fabrication du savon. Les matières
premières peuvent être prétraitées afin d'en retirer les impuretés et
d'obtenir les couleurs, les odeurs et les résultats souhaités dans le pain
fini. Les processus chimiques intervenant dans la fabrication du savon, comme
la saponification des graisses et des huiles et la neutralisation des acides
gras, sont décrits à la section intitulée Chimie.
Jusque peu
après la Deuxième Guerre mondiale, on fabriquait le savon par lots dans des
marmites. Puis ont été mis au point des procédés continus que l'on préfère
aujourd'hui en raison de leur souplesse, de leur vitesse et de leur intérêt
économique.
La
fabrication par lots et les procédés continus permettent tous deux de
produire du savon liquide, appelé savon lisse, et un sous-produit précieux,
la glycérine (1), que l'on récupère par traitement chimique suivi d'une
évaporation et d'un raffinage. La glycérine raffinée est une matière
industrielle importante utilisée dans les aliments, les cosmétiques, les
médicaments et bien d'autres produits.
Après la
saponification ou la neutralisation vient le séchage. Le séchage par
atomisation sous vide est utilisé pour convertir le savon lisse en granulés
de savon secs (2). La teneur en eau des granulés variera suivant les
propriétés recherchées dans le pain de savon.
À la
dernière étape de transformation, les granulés de savon secs passent dans une
chaîne de finition des pains de savon. La première unité de la chaîne est un
mélangeur, appelé amalgamateur, oú les granulés de savon sont parfumés,
colorés et mélangés à tous les autres ingrédients (3). Ensuite, le mélange
est homogénéisé et raffiné dans des laminoirs et des boudineuses de raffinage
pour parvenir à un mélange complet et à une texture uniforme (4). Enfin, le
mélange est moulé en continu à la sortie de la boudineuse, coupé en pains,
qui sont estampillés sous leur forme finale dans une presse à savon (5).
Aujourd'hui,
certains pains de savon sont qualifiés de « pains combinés » parce
qu'ils tirent leur action nettoyante d'un ensemble fait de savon et de
surfactifs synthétiques. D'autres, appelés « pains synthétiques »,
ont des surfactifs pour principaux ingrédients nettoyants. Les méthodes de
transformation pour la fabrication des matériaux synthétiques de base de ces
pains diffèrent beaucoup de celles utilisées dans la fabrication de savon traditionnelle.
Cependant, à quelques modifications mineures près, l'équipement de la chaîne
de finition est le même.
Les
détergents en poudre sont produits par séchage par atomisation,
agglomération, mélange à sec ou combinaison de ces méthodes.
Dans le
séchage par atomisation, les ingrédients secs et liquides sont d'abord
combinés dans une suspension épaisse, dans une cuve appelée malaxeur (1).
Cette suspension épaisse est chauffée puis pompée jusqu'au sommet d'une tour
oú elle est pulvérisée sous pression au moyen de gicleurs afin de produire de
petites gouttelettes. Les gouttelettes tombent dans un courant d'air chaud et
forment des granules creux en séchant (2). Les granules séchés sont
recueillis au fond de la tour de pulvérisation, oú ils sont passés au crible
afin d'obtenir une taille relativement uniforme (3).
Après que
les granules ont refroidi, les ingrédients thermosensibles, incompatibles
avec les températures du séchage par pulvérisation (comme les agents de
blanchiment, les enzymes et les parfum) sont ajoutés (4). Le séchage
traditionnel par pulvérisation produit des poudres d'assez faible densité.
La nouvelle
technologie permet à l'industrie des savons et des détergents de réduire la
quantité d'air dans les granules pendant le séchage par pulvérisation pour
arriver à de plus grandes densités. Les poudres de plus grande densité
peuvent être conditionnées dans des emballages bien plus petits.
L'agglomération,
qui permet de fabriquer des poudres de plus grande densité, est l'opération consistant
à mélanger des matières premières sèches et des ingrédients liquides. Grâce à
un liant liquide, au laminage ou au simple mélange, les ingrédients
s'entrechoquent et adhèrent les uns aux autres, formant de plus grosses
particules.
Le mélange
à sec est utilisé pour mélanger les matières premières sèches. Il arrive que
l'on y ajoute de petites quantités de liquides.
La
fabrication par lots et celle par mélange continu sont toutes deux utilisées
pour fabriquer des produits de nettoyage liquides et en gel. Des agents
stabilisants peuvent être ajoutés pendant la fabrication pour assurer
l'uniformité et la stabilité du produit fini.
Dans un
processus continu typique, les ingrédients secs et liquides sont ajoutés et
mixés en un mélange uniforme en utilisant des mélangeurs statiques ou en
ligne.
Des
produits liquides plus concentrés ont été commercialisés dernièrement. On
utilise notamment pour les produire de nouveaux procédés de mélange très
puissants combinés à des agents stabilisants.
Le
conditionnement, ou emballage, est la dernière étape de la fabrication des
savons et des détergents. Les pains de savon sont enveloppés ou encartonnés
individuellement ou en lots. Les détergents, y compris les produits ménagers,
sont conditionnés en cartons, en bouteilles, en sachets, en sacs et en
bidons. Le choix des matériaux de conditionnement et des contenants tient
compte de considérations relatives à la compatibilité et à la stabilité du
produit, du coût, de la sécurité de l'emballage, de l'incidence des déchets
solides, de l'aspect esthétique et de la facilité d'utilisation.
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ASSOCIATION CANADIENNE DE LA SAVONNERIE ET DE LA DÉTERGENCE
une division de l'Association canadienne de produits de consommation spécialisés (ACPCS)
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