Savon - Définition

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Fabrication du savon

Les corps gras ou triester du glycérol, employés, se caractérisent en général par des chaînes aliphatiques de 8 à 19 atomes de carbones, après hydrogénation.

Principales matières grasses utilisées

Le tableau suivant liste les matières grasses qui sont le plus souvent utilisées lors de la fabrication des savons.

  • par les différents acides gras attachés chimiquement aux trois fonctions alcool du glycérol

Molécules de savon selon l’acide gras

Acide gras nom IUPAC Dénomination Savon
C12:0 Acide dodécanoïque Acide laurique Laurate de sodium / potassium
C14:0 Acide tétradécanoïque Acide myristique Myristate de sodium / potassium
C16:0 Acide hexadécanoïque Acide palmitique Palmitate de sodium / potassium
C18:0 Acide octadécanoïque Acide stéarique Stéarate de sodium / potassium
C18:1ω9 Acide cis-9-octadécénoïque Acide oléique Oléate de sodium / potassium
  • par type d'huile ou graisse :
matière grasse
(huile ou graisse)
nom INCI
de la matière grasse
nom INCI
(valables pour l'Amérique du Nord)
du savon obtenu (1)
acide gras dominant
suif (graisse de bœuf) Adeps Bovis Sodium Tallowate acide cis-9-octadécénoïque
saindoux (graisse de porc) Adeps Suillus Sodium Lardate acide cis-9-octadécénoïque
huile d'arachide Arachis hypogaea Sodium Peanutate acide cis-9-octadécénoïque
huile d'olive Olea europaea Sodium Olivate acide cis-9-octadécénoïque
huile de coprah (noix de coco) Cocos nucifera Sodium Cocoate acide dodécanoïque
huile de palme Elaeis guineensis Sodium Palmate acide hexadécanoïque
huile de palmiste Elaeis guineensis Sodium Palm Kernelate

(1) si le savon est un savon liquide fabriqué à base de potasse, il faut remplacer « sodium » par « potassium » dans les noms INCI.

Saponification des corps gras

Le savon traditionnel ou industriel en cuve des maîtres savonniers est le produit d’une réaction chimique nommée saponification des corps gras. Cette transformation non inversable et lente est une des plus anciennes réactions chimiques connues et maîtrisées par l'humanité. C'est une simple hydrolyse alcaline au cours de laquelle un mélange de corps gras — graisses animales ou huiles végétales— est hydrolysé en milieu alcalin par une base forte, soit la potasse ou hydroxyde de potassium KOH soit la soude ou hydroxyde de sodium NaOH, à une température comprise entre 80 °C et 100 °C.

L’hydrolyse des corps gras produit du glycérol et surtout un mélange de carboxylates de sodium ou de potassium qui constituent les molécules du savon. Les savons fabriqués à partir de soude sont durs. Les savons fabriqués à partir de potasse sont mous ou liquides.

Réaction de saponification
soit : corps gras + NaOH (ou KOH) --> glycérol + savon
où R est une chaîne d’atomes de carbone et d’hydrogène. On peut avoir par exemple R = (CH2)14 - CH3

Fabrications industrielles

Fabrications et procédés industriels ont varié depuis les premières mises au point vers 1750. La fabrication en cuve est autrefois caractérisée par l'empâtage, le relargage, l'épinage, le lavage et séchage. Voici les étapes-types de la Belle Époque.

  • l'empâtage consiste à mélanger les corps gras à la lessive de soude. Ici une solution de soude, faiblement alcaline, est chauffée à ébullition. Le corps gras végétal, c'est-à-dire l'huile d'olive, d'arachide, de coton, de palme, de noix de coco, de sésame ou le corps gras animal, suif ou huile de poisson, est ajouté par petites doses et souvent sous forme de mélange complexe selon le savon à obtenir. Notons qu'il reste dans la lessive de soude une quantité définie de vieilles solutions savonneuses, ou solutions mères soutirées d'une précédente saponification. Pour obtenir du savon mou on utiliera des huiles de colza, d'œillette ou de chenevis et de la potasse caustique (KOH).
  • le relargage utilise des lessives concentrées puis des lessives salées qui permettent une meilleure séparation des sels alcalins d'acide gras, c'est-à-dire du savon formé qui est relargé et surnage en grumeaux.
  • l'épinage, qui prend son nom de l'épine, robinet du bas de la cuve, consiste à soutirer l'eau salée et le glycérol, appelé glycérine.
  • le lavage consiste à répéter l'ajout de solutions salines, pour emporter glycérol et lessives résiduelles. Le séchage permet d'obtenir des pains de savons secs et consistants.

Les deux étapes médianes ont parfois disparu au cours des années 1920 pour favoriser une épuration rapide et permettre une coulée à l'état liquide dans des bassins peu profonds, appelés mises où le savon se solidifie avant d'être débité en bandes, puis après séchage, marqué et débité en cubes.

Le nettoyage des matières grasses est souvent suivi au milieu du vingtième siècle d'hygrogénation des acides gras polyinsaturés, afin d'augmenter la compacité du savon produit. La saponification est conduite à haute pression et à 130 °C, par introduction d'une lessive de soude à 7% dans le corps gras fondu en présence de solution-mère de savon. Le savon formé est séparé avec une solution saline, qui emmène le glycérol et sur laquelle il surnage.

Depuis 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.

L'acide gras, produit intermédiaire, est la base d'une chimie, bien plus diversifiée que dans les anciennes savonneries. Il peut être converti en sels d'ammonium quaternaire, savons cationiques utilisés comme liquide antiseptiques. Ainsi le chlorure de N, N, N triméthyl-octadécyl-ammonium.

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