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Généralités

Impacts sur la biodiversité

Alternatives

Process

Perspectives

Environnement, cosmétique et impacts

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Généralités

Impactssur la biodiversité

Alternatives

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Perspectives

Selon vous qu'est-ce que c'est, la "cosmétologie" ?

Environnement, cosmétique et impacts

Impacte sur la biodiversité

Les bio-ressources

Nouvelles perspectives

Généralités

Définition et généralités

Impacts sur la biodiversité

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Perspectives

La cosmétologie, c’est "l’étude de tout ce qui se rapporte aux produits cosmétiques, à leur activité et à leur mode d'emploi, ainsi qu'aux produits de base servant à leur préparation et leurs effets sur l'organisme".

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"Toute substance ou préparation autre que les médicaments destinés à être mise en contact avec les diverses parties superficielles du corps humain ou avec les dents et muqueuses en vue de les nettoyer, de les protéger ou de les maintenir en bon état, d'en modifier l'aspect, de les parfumer ou d'en corriger l'odeur"

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Cosmétiques

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L'utilisation de graisses, de lait, de miel, de cire ou de résines en concentration variable leur permettaient également d'adapter la texture d'un produit à son utilisation comme poudre, fard, khôl, masque de beauté, lotion, crème ou pommade...

1. Origines

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2. Secteur d'activité en France

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3. Ingrédients

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4. Cycle de vie d'un produit cosmétique

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Produits cosmétiques

650 Shampoings et après shampoings

30 tubes de crème solaire

120 produits de maquillage

360 gels douche

4

3

1

2

Vente moyenne par minute en France

Pollution des sols

Pollution des océans

Émission CO2

Conséquences

--> Processus de fabrication, packaging, matières premières...
--> Polluants aquatiques ou aériens non biodégradables et agressifs pour la faune et la flore
--> Pas de transformation métabolique, introduction directe sans modification dans l’environnement

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Agents de surface

--> Produits de soins personnels destinés à des fins de nettoyage

--> Rejet de tensioactifs dans les milieux aquatiques et terrestre

Tensioactifs = molécules amphiphiles --> Ils présentent ainsi 2 polarités : la partie lipophile est apolaire (de charge électrique neutre) tandis que la partie hydrophile est polaire (avec une charge électrique).

PROPRIÉTÉS DES TENSIOACTIFS :

  • détergents : ils facilitent l’élimination des impuretés en les décrochant
  • moussants : ils favorisent la dispersion d’un gaz dans un liquide, et permettent ainsi de former de la mousse
  • mouillants : ils diminuent la tension entre un liquide et un solide. Ils permettent donc de mieux étaler le produit sur la peau.
  • dispersants : ils permettent la solubilisation de substances en formant des micelles.
  • émulsifiants : ils diminuent la tension entre deux liquides pour favoriser la formation d’un mélange homogène
  • stabilisateurs : ils stabilisent l’interface entre les gouttelettes de la phase dispersée et la phase dispersante, ou ils limitent la rencontre des gouttelettes en créant une répulsion entre elles.

Parabens

Filtres UVs

→ Accumulation dans les sédiments des eaux de surface (matrice à forte teneur en carbone organique)

→ Les filtres les plus fréquemment identifiés dans les sédiments :

  • l'EHMC (ethylhexyl methoxycinnamate),
  • l'OC (octocrylene), le BMDM (butyl methoxydibenzoylmethane),
  • l'OD-PABA (octyldimethyl-p-aminobenzoic acid),
  • les dérivés de la benzophénone


→ La variabilité des profils de composition des filtres UV et leur concentration dépendent de différents facteurs :

  • le lieu d'échantillonnage,
  • les différences de densité de population
  • le niveau de développement à chaque endroit,
  • les différences de chaque organisme national de réglementation du secteur cosmétique.
  • les fluctuations saisonnières prévisibles


→ En milieu aqueux, les filtres UV organiques peuvent se dégrader par photolyse directe ou indirecte.


→ Conséquences de la toxicité :





Impacts des matières premières

Microplastiques

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Parabens

- Esters de l’acide parahydroxybenzoïque
- Classe de conservateurs utilisés depuis près d'un siècle pour leurs propriétés antimicrobiennes et antifongiques.

RÉGLEMENTATION :

- Concentration maximale de 0,4 % pour les esters simples et de 0,8 %, exprimée en acide p-hydroxybenzoïque, pour les mélanges de parabènes.

- l'isopropylparaben, l'isobutylparaben, le phénylparaben, le benzylparaben ou encore le pentylparaben ont été interdits par la commission du 9 avril 2014.

CONTAMINATION :

- Indirecte : présence des parabènes dans les eaux usées issues du rinçage des savons, shampooings, dentifrices
- Directe : usage de gels coiffants, crèmes, ou crèmes solaires

→ Dans les eaux usées brutes : jusqu'à 30 000 ng/L pour le méthylparabène et 20 000 ng/L pour le propylparabèn.

→ Les parabènes sont présents presque exclusivement dans la phase aqueuse, en raison de leur hydrosolubilité modérée


→ Les stations d'épuration des eaux usées éliminent efficacement la plupart des parabènes présents dans la phase aqueuse, avec un taux d'élimination moyen de >90%.


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Les Microplastiques

Consommation par habitant de microplastiques utilisés dans les produits de soins personnels pour la population américaine :

Environ 2,4 mg/personne par jour.

263 tonnes/année de microplastiques de polyéthylène.

Dans les pays de l’Union Européenne : Une quantité totale de 4360 tonnes/année de microbilles de plastique.

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Presque 36 000 tonnes relâchées dans l’environnement chaque année

51 trillion de billes de microplastiques dans les océans, soit 500 fois plus qu’il y a d'étoiles dans le ciel.

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Les microbilles en plastique haute densité (polyester, chlorure de polyvinyle)

Les microbilles en plastique basse densité (polyéthylène, polystyrène)

> Aucun moyen de les éliminer efficacement du milieu marin


> Ils sont très résistants à la dégradation

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Risques :
→ Famine
→ Occlusion intestinale
→ Altération de la reproduction et de la capacité d'alimentation
→ Réduction des taux de croissance.

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Les crèmes solaires

  • 0,8 litre de crème se dilue chaque seconde dans les océans --> 25 000 tonnes par an.

filtres ultraviolets

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Émulsions / Huiles

Conservateurs:

Vitamines

agants hydratants

Épaississants

Toute forme de microplastique (perles, granules, etc)
Les nanoparticules de dioxyde de titane ou d'oxyde de zinc
L'oxybenzone
L'octynozate (aussi appelé méthoxycinnamate d'éthylhexyle)
L'enzacamene (4-methylbenzylidene camphor)
L'octocrylène
L'acide 4-aminobenzoïque (PABA)
Le triclosan (hexachlorophène)
Les parabènes

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Impacts de la fabrication des cosmétiques

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Ethoxylation

ROH + n C2H4O → R(OC2H4)nOH

Procédé qui sert à la fabrication de tensioactif.

Conditions opératoires :
→ Présence d'un catalyseur (généralement KOH)
→ Réacteur pressurisé avec de l'azote et chauffé à 150°C

Problème : Risque que l'oxyde d'éthylène (C2H4O), toxique, reste sous forme d'impureté dans le produit final. Aussi, formation d'un sous-produit lors de la réaction qui est le 1,4-Dioxane, également toxique.


Oxyde d'éthylène

1,4-Dioxane

Composé très soluble dans l’eau et qui ne se lie pas facilement aux sols => contamination facile des eaux souterraines qui à leur tour peuvent polluer des sources ou des eaux destinées au réseau d'eau potable.

Peut également persister pendant plusieurs décennies voire plus d'un siècle dans les nappes phréatiques.

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Pétrochimie

Pour les huiles minérales, dérivés du pétrole. Elles sont utilisées dans de nombreux produits cosmétiques pour leur stabilité, leurs propriétés hydratantes et émollientes ainsi que pour le fait qu’elles sont peu coûteuses.

Problème : L'extraction, le transport et le raffinage du pétrole présentent un bilan écologique désastreux.

L’eau injectée pour l’extraction du pétrole ressort polluée et est parfois rejetée dans l’environnement. De plus, on a une émission de méthane lors de l’extraction qui est l’un des gaz à effet de serre les plus toxiques.

Les eaux de déballastage des pétroliers et quelquefois les eaux de nettoyage doivent être traitées. Ces eaux de ballast peuvent atteindre une concentration en hydrocarbures de 100 mg/L. Une quantité importante de détergents doit alors être utilisée et les émulsions d’hydrocarbures résultante nécessitent un traitement spécifique.

Émission d’oxydes de soufre, d'azote, de composés organiques volatiles ou encore de monoxyde de carbone. Également libération de CO2. Il y aussi des flux de soude usées qui sont générés et très polluants. Parfois, il a également une production de produits lourds et visqueux riches en soufre lors de certains procédés et qui se retrouvent par la suite sous forme d’H2S.

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Impacts des emballages

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Beaucoup de packagings primaires faits de plastique non biodégradable et packagings secondaires généralement pas nécessaires et rajoutent des déchets.

Environ 70 % des déchets de l'industrie de la beauté proviennent des emballages.

Les emballages de produits de beauté représentent 120 milliards d'unités chaque année.

Recyclage pas toujours simple : emballage fait d'un mélange de matériaux.
Même lorsque composants séparables : généralement considéré comme une perte de temps pour les travailleurs du recyclage.

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Bio-ressources en cosmétique


<< Ressources génétiques, les organismes ou éléments de ceux-ci, les populations, ou tout autre élément biotique des écosystèmes ayant une utilisation ou une valeur effective ou potentielle pour l’humanité >>

[CDB, 1992].

<< Ressources renouvelables capables de se régénérer par des processus naturels (gérés ou non) tels que le bois, les ressources aquatiques et une gamme d’autres ressources végétales et animales (telles que le bétail, les potagers, les cultures et la faune), les champignons et les bactéries. Ils constituent une partie importante de la biodiversité et des écosystèmes >>

[CEPAL, 2021].


*Agro-ressources

<< L'’ensemble des matières premières issues de l’agriculture quelle qu’en soit leur destinée d’usage, devenues des matières premières renouvelables dont la transformation par les industriels permet de concevoir des produits performants aux impacts environnementaux réduits >>

[GUILLARD et ANGELLIER-COUSSY, 2022]


*Sources aquatiques

*Sources bactériennes

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Matières premières d'origine naturelle

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Polymères d’origine naturelle (Polysaccharides et protéines)
→ Alternatives aux polymères synthétiques

Biopolymères

*Cellulose (polysaccharide → pulpe de bois/déchets agricoles)

-> Dérivés de cellulose

*Gomme xanthane (Polysaccharide → Xanthomonas campestris)
*Acide hyaluronique (Polysaccharide → bactéries lactiques)
*Alginates (Polysaccharide → Algues)
*Carraghénanes (Polysaccharide → Algues)
*Collagène (Protéine → peau/écailles de poisson)
*Autres (Gomme guar, pectine, chitosan, gélatine)

Acide hyaluronique

TRANCHANT (J.-F.) et DESBRIERES (J.). - Formulation des polymères naturels en cosmétique. Ed. Techniques Ingénieur (2016).

Cellulose

1

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Applications cosmétiques

Biopolymères

1

(Mitura et al., 2020, "Biopolymers for hydrogels in cosmetics: review". Springer)

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Résumé pour les biopolymères utilisés dans les applications cosmétiques sous forme d'hydrogel

(Mitura et al., 2020, "Biopolymers for hydrogels in cosmetics: review". Springer)

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Huiles végétales

Extraites des graines, noyaux, fruits ou coques par pressage et extraction puis sont ensuite raffinées, blanchies, désodorisées et parfois hydrogénées.

1950 Huiles de paraffine (issues de l’industrie pétrolière) -> Huiles de silicone

2005 Huiles de silicone -> Huiles d’origine végétale (C8 - C22)

Sources d’Acide oléique, linoléique, palmitique, stéarique, vitamines (E, A, etc.

Huiles de palma

Huile de coco

Huile d’olive

Huile d’avocat

Huile de ricin

Beurre de karité

Huile de jojoba

Huile d’amande douce

World Wild Fund for Nature (WWF)

Roundtable on Sustainable Palm Oil (RSPO)

GOUSSARD (V.), AUBRY (J.-M.) et NARDELLO-RATAJ (V.). - Émollients - Structures chimiques, propriétés physicochimiques et sensorielles. Ed. Techniques Ingénieur (2019)

2

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Huiles

essentielles

Molécules très odorantes (principalement terpènes)

→ Remplacent certains conservateurs

Terpinèn-4-ol
γ-terpinène
α-terpinène

Limonène

Linalol

Eucalyptol

Eugénol

3

Acétate de linalyle

Molécules d'intêret
(Components indivuduels)

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Huiles essentielles

Potentiel d'application des huiles essentielles dans différents formulations cosmétiques

(Guzmán, E.; Lucia, A. 2021."Essential Oils and Their Individual Components in Cosmetic Products". Cosmetics)

3

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Autres

Pigments

4

Acides amines

04

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Aloe Vera

(Hamman, J., 2008, "Composition and Applications of Aloe vera Leaf Gel". Molecules)

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Cosmétique naturelle ≠ Cosmétique Bio

Source: Adaptation de Cosmébio (2019)

Norme NF ISO 16128-1

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6,4 % des ventes en valeur globale de la cosmétique en France

Marché des cosmétiques naturels et Bio

Croissance moyenne d’environ 7 % par an sur les 5 dernières années

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Schéma récapitulatif des différentes étapes pour l’obtention d’un actif cosmétique

Extraction solide-liquide

consiste à récupérer dans un solvant, des composés d’intérêts issus d’une matrice solide

70 % des investis sements et consomment 50 % de l’énergie dans les procédés industriels

Éco-extraction

« basée sur la découverte et la conception de procédés d’extraction des végétaux permettant de réduire la consommation énergétique, mais aussi sur l’utilisation de solvants alternatifs et de ressources végétales renouvelables, tout en garantissant un produit/extrait sûr et de qualité »

1) Procédés pour l'éxtraction (Assistée par ultrasons, micro-ondes...)


2) Utilisation d'agrosolvants
bioéthanol, le sorbitol, les esters d’acide lactique (le lactate d’éthyle), huiles végétales

PERINO (S.), MAKERRI (C.), ABERT-VIAN (M.), CHEMAT (F.). - Extraction d’actifs cosmétiques. Ed. Techniques Ingénieur (2016)

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Materiaux supplementaires

Microplastique ajoutée

Microplastique: particules de plastique taille < 5 mm

La microplastique se trouve dans...
Gommage exfolier la peau
Paillette scintiller
Gel coiffiant fixer les cheveux
......

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Materiaux supplementaires

Materiaux plastiques utilisés:

- Polyethylène (PE)

- Polypropylène (PP)

- Polymethyl methacrylate (PMMA)


- Polydimethicone

Microbille/micropaliette






Adhésif

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Materiaux supplementaires

Alternatives pour les microplastiques

1. Materiaux d'origine bio degradables

- La perlite minérale
- l'argile,
- la poudre de noyaux de fruits et de coco

2. Materiaux extraités du produit bio

- Cellulose

Stucture des particules de cellulose biodégradables à partir de bois de hêtre, d'avoine, de blé et de maïs.

- Remplacer le polyéthylène

- Biodégradables dans l'eau
- Faible coût

Source: Huneke, A.; Ryll, J.; Sarembe, S.; Sternitzke, V.; Kiesow, A. Cosmetics & Toiletries Science Applied (2018), Vol. 133, S. 56-63

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Materiaux supplementaires

Accesseoires cosmetiques

- Eponge à maquillage
- lingette à visage
......

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Materiaux supplementaires

Eponges à maquillage

Materiel naturelle

Latex naturel (Natural Rubber)

Materiel biodegradable

Plantation:
- Changement de composition de soil
- Deperdition de l’eau souterraine
- Reduction du forêt et de la bio-diversité
Procedées:
- L'eaux usées

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Materiaux supplementaires

Eponges à maquillage

Materiaux synthetiques

Latex nitrile-butadiène (NBR)
Latex styrène-butadiène (SBR)
Polyurethane (PU)

Materiel plus durable
Polyurethane recylable

Non biodegradable
L'eaux usées et emission gazeuse

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Materiaux supplementaires

Emballage des produits cosmetiques

Materiaux utilisés

Polypropylène (PP)
Polytéréphtalate d'éthylène (PET)
Polyméthacrylate de méthyle (PMMA)

Non toxique, non biodegradable
Mais souvent recyclable

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Materiaux supplementaires

Emballage des produits cosmetiques

<Bioplastique>

– l’origine biosourcée
– la production du polymère par biosynthèse
– la fin de vie compostable ou biodégradable

Source: Valérie GUILLARD (2022)

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Materiaux supplementaires

Emballage des produits cosmetiques

<Bioplastique>

– l’origine biosourcée
– la production du polymère par biosynthèse
– la fin de vie compostable ou biodégradable

Les biopolyesters microbiens produits par fermentation bactérienne

- produit à base de résidus, voire même de déchets
- excellentes propriétés barrière et résistance à l’eau
Mais coût elevé (5 euro/kg minimum)

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Emballage des produits cosmetiques

<Bioplastique>

– l’origine biosourcée
– la production du polymère par biosynthèse
– la fin de vie compostable ou biodégradable

Biopolymères pétro-sourcés, biodégradables/compostables
- Polybutylene adipate terephthalate(PBAT)
Biopolymères biosourcés, biodégradables/compostables, mais chimie conventionnelle
- Acide polylactique(PLA)
Biopolymères biosourcés, biosynthétisés et biodégradables (Coût ++)
- Poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate (PHBV); Mélanges à base d’amidon

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