Neutraliser l’odeur : quels challenges techniques ?

Article écrit pour le N° 41 d’Expression Cosmétique

Neutraliser, détruire, absorber la mauvaise odeur… de nombreux verbes pour promettre un cadre olfactif irréprochable. Quelles technologies se cachent derrière ces termes ?

Un monde sans mauvaise odeur. Voilà un fantasme qui fait rêver la planète, que ce soit des odeurs d’hommes, d’animaux ou de maison, la mauvaise odeur dérange de plus en plus si bien que les sociétés de composition et de solution industrielle investissent dans de nombreux brevets pour la combattre. « Les destructeurs d’odeur représentent 11% du marché de la désodorisation professionnelle* » rapporte Astrid Gimat, chef de produit Boldair, « et ils devraient représenter 12,3% d’ici 2020. »

« Est-ce parce que le périmètre olfactif s’est détérioré ou est-ce parce que notre acceptation de la mauvaise odeur baisse » interroge Thierry Audibert, Directeur de la recherche Parfum chez Givaudan. « La mauvaise odeur et son intensité dépendent aussi beaucoup du contexte : si le métro est associé au travail, la fatigue ; son odeur sera perçue comme négative. Il en est de même pour les odeurs à forte connotation culturelle ou alimentaire : le camembert, le fruit Durian en Indonésie… »

* sources Etude MSI février 2016

A l’origine des mauvaises odeurs

Que ce soit des odeurs corporelles (de la tête au pied), des odeurs de la maison (cuisine, sanitaires, animaux domestiques) ou des nuisances industrielles (compostage, équarrissage), de nombreuses sources sont répertoriées, que l’on peut classer en fonction de leur structure chimique :

– les thiols ou molécules soufrées responsables des odeurs d’oignons, d’ail, et d’œuf pourri.

– les acides carboxyliques : odeur de sueur, de fromage (acide isovalérique), de vinaigre (acide propionique, ou acétique)

– Les amines et molécules nitrogénées : odeurs d’urine (ammoniac), odeurs fécales (indol, scatol), tabac (nicotine), et d’urine de chat.

Il s’agit de molécules volatiles, au seuil de perception souvent faible notamment pour les soufrés et les amines, c’est pourquoi nous sommes sensibles à ces odeurs, petit héritage de notre instinct de survie. La concentration peut jouer sur la valeur hédonique de la note : « certains aldéhydes ou cétones peuvent être agréables à faible dose mais désagréables à plus forte concentration » précise Charlotte Tournier, Responsable activités Produits & Matériaux chez Odournet. Et le cerveau peut parfois confondre odeur et sensation : l’ammoniac a ainsi peu d’activité olfactive mais joue sur le nerf trijumeau : « Lors d’une coloration cheveux, lorsque l’on sent de trop près l’ammoniac, c’est le côté irritant que l’on sentira et que l’on associera à l’odeur » explique Thierry Audibert.

Dégradation et transformation sont les causes des mauvaises odeurs : décomposition thermique, organique, déjections, fermentation amènent ces notes dont on se passerait bien. Côté odeurs corporelles, la transpiration, composée essentiellement d’eau et de sel, ne sent rien, c’est le contact et la macération dans une zone chaude avec la flore naturellement présente sur la peau qui crée la mauvaise odeur. « Le profil odorant d’une personne est très personnel et est le résultat d’une équation fluide corporel / peau, et sa population bactérienne, précise Thierry Audibert. « La nature du fluide dépend du régime alimentaire, de l’activité physique, et de l’état de la personne (fatigue, stress). »

Simple comme une douche ?

Pour une odeur corporelle, le savon cumule trois effets intéressants pour notre nez : effet mécanique puisqu’on nettoie et rince la peau ; effet solubilisant, moussant, détergent grâce aux tensioactifs qu’il contient ; et effet protecteur : son pH haut (entre 8 et 11) ne plait pas trop aux bactéries de notre peau, ce qui va réduire la courbe de leur développement, « sans complètement les éradiquer », précise Thierry Audibert. Mais cette action ne dure qu’environ 3-4 heures…

La mesure de l’odeur

Notre exigence en terme d’odeur s’est rehaussée et les outils d’analyse se sont perfectionnés : nez électroniques, sociétés d’analyse sensorielle… La mesure de l’odeur se professionnalise et ouvre de nouvelles perspectives. Depuis octobre 2003 la norme AFNOR EN13725 définit la « Qualité de l’air » et la « Détermination de la concentration d’une odeur par olfactométrie dynamique ».

Rapidité et fiabilité : Le nez électronique Heraclès, proposé par Alpha Mos utilise la chromatographie en phase gazeuse avec deux colonnes de polarités différentes en parallèle. Il permet d’analyser le profil odorant et la composition chimique d’un produit en quelques minutes. Les données collectées par les détecteurs sont traitées par le logiciel Alphasoft qui établit des cartographies d’empreinte odorante et facilite le contrôle qualité. « On entraîne alors l’appareil pour lui donner des références et lui apprendre la fourchette d’acceptabilité » explique Marion Bonnefille, Responsable Marketing opérationnel chez Alpha Mos. « Pour identifier les composés chimiques, les données chromatographiques sont exploitées avec la base Arochembase qui référence 84000 molécules. Une odeur résiduelle indésirable est souvent le symptôme d’un problème, une fois l’odeur identifiée nous aidons les clients à remonter dans leur process de fabrication pour en trouver la cause. »

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Conseil et précision : Odournet propose ses services d’analyses sensorielles (permettant d’établir le caractère hédonique, la concentration, l’intensité, la description d’une odeur) et l’analyse moléculaire. Leur laboratoire situé à Barcelone utilise un appareil appelé GCMS /TOF Sniffing pour identifier des composants à concentration très basses, de l’ordre du ppt. La société peut ainsi évaluer les nuisances grâce à des olfactomètres, quantifier leur intensité et évaluer si les normes sont respectées. Par exemple dans le domaine de l’environnement, le compostage et l’équarrissage ont des seuils d’odeur à ne pas dépasser selon un arrêté ministériel : « 5 unités d’odeurs plus de 175 heures par an, autrement les riverains pourraient ressentir une gêne. » explique Charlotte Tournier.

 

Combattre la mauvaise odeur

« Contrôler l’odeur »… Effectuez cette recherche sur google, et vous lirez de nombreuses astuces pour masquer l’odeur du cannabis. Sommes-nous restés à l’ère du patchouli censé couvrir l’odeur de la marijuana ? Heureusement non, la connaissance de l’odorat, l’analyse des odeurs nous ont permis de travailler de nombreuses pistes. « De notre étude des ingrédients de parfum contre diverses odeurs malodorantes (cigarette, salle de bains ou la cuisine), les différentes chimies des ingrédients montrent que certains sont plus enclin à réagir avec des mauvaises odeurs, certains créeront des interactions Van de Waals tandis que d’autres constitueront davantage un bouclier contre les mauvaises odeurs. » note Véronique Bradbury, Directeur technique CPL Aromas.

Parfumer

Ainsi les parfums Aromaguard de CPL neutralisent les mauvaises odeurs « avec aucune technologie ajoutée, et repose uniquement sur la connaissance des ingrédients de parfumerie ». « Plus qu’une simple compétition entre mauvaises et bonnes odeurs, le design de la fragrance nous amène à travailler pour que la valence hédonique persiste malgré la présence de mauvaises odeurs ambiantes.» précise Thierry Audibert. « Ce n’est pas une bataille d’intensité. La connaissance du sens de l’olfaction, et la façon d’interagir des récepteurs olfactifs, nous ouvre de nouvelles portes de création. » Dans son ouvrage « La chimie de l’Amour », Hanns Hatt, explique comment la molécule undecanal rend insensible le récepteur qui reconnaît le bourgeonal et son odeur de muguet. C’est le même principe que celui des bétabloquants qui agissent sur l’adrénaline pour réguler l’hypertension. On appelle ces molécules « des molécules antagonistes », une nouvelle voie s’ouvre aux parfumeurs…

Brûler

Papier, cônes, bougies… Un geste ancestral consiste à combiner le parfum avec la combustion d’un support, une solution efficace comme en témoigne le succès du Papier d’Arménie qui s’apprête à lancer de nouveaux parfums pour la fin d’année. « Désodorise et Parfume depuis 1885 » peut-on lire sur son carnet. 98% de Benjoin du Laos permettent en effet d’embaumer une pièce de façon homogène, en le brûlant. De même avec les bougies : grâce à la flamme, il se crée un courant de convection, du bas vers le haut, où arrive un air vicié. Celui-ci est bien détruit par la chaleur. Et bien souvent la combustion à un parfum diffusé par la piscine de la bougie (partie fondue de la cire autour de la flamme).

Adsorber

L’adsorption est le phénomène par lequel des molécules se fixent sur la surface de l’adsorbant par des liaisons faibles. Cette interaction de faible intensité est appelée force de Van der Waals. Les petites molécules odorantes se perdent dans les méandres de ces matériaux possédant une grande surface spécifique, c’est-à-dire la superficie réelle de la surface d’un objet par opposition à sa surface apparente.

De nombreux matériaux sont utilisables comme les zéolites (roches volcaniques) perlites (sable siliceux), ou les charbons actifs. Ceux-ci sont composés principalement d’atomes et carbone, généralement obtenus après une étape de carbonisation à haute température, présentant une très grande surface spécifique, d’où son fort pouvoir adsorbant. Le charbon saturé d’odeurs doit ensuite être régénéré par un passage sous rayon UV ou sous ozone.

Les terres de diatomée sont des algues fossilisées très poreuses au fort pouvoir d’adsorption. Conditionné sous forme de poudre, « le produit ImerCare™ 400D permet d’adsorber les molécules odorantes et de proposer un effet sec et doux » explique Laure Pagis, Directeur Technique Marché Cosmétique chez Imerys. Elle est naturelle, résiste à de hautes températures et s’intègre facilement dans une formulation de déodorant, ou de cosmétiques. L’efficacité sur la réduction des mauvaises odeurs a été testée par un laboratoire indépendant (Odournet). Il été mis en évidence que ImerCare™ 400D permet de réduire l’intensité de l’odeur de sueur de 3,8 à 1,8 sur une échelle de 0 à 5.

L’argile verte, dont on redécouvre les bienfaits multiples (effet asséchant pour la cosmétique, anti inflammatoire, cicatrisant), est également un matériau intéressant pour l’odeur « à condition qu’elle soit la plus pure possible » précise Emmanuel Bernard, président de la société Argile du Velay. « Il n’existe hélas pas de réglementation sur la composition de cette matière qui peut contenir des impuretés (carbones de calcium, quartz, ou autres minéraux). L’argile verte du Velay contient naturellement 80% d’argile dès la sortie du gisement de Saint Paulien. Son avantage : une grande capacité d’adsorber les molécules gazeuses. Comparativement à d’autres argiles, l’argile du Velay adsorbe entre 2 et 2,6 fois plus que d’autres produits du marché. (cf. Fig 1*). Son conditionnement varie selon les applications : déodorants (poudre de 10 à 20 microns), tissus techniques (ex pour les bas : 5 à 10 microns), chambres froides (grains de taille similaire au sucre), litières pour chat (graviers concassés).

*Résultats du laboratoire SGS, testé sur l’urine d’animaux sur des litières

Capturer

Les molécules « cages » ou « piège » permettent de capturer la mauvaise odeur, explique Astrid Gimat, chez Boldair, où on communique sur l’effet « destructeur  d’odeur» du produit. « Un parfum agréable et rémanent permet de compléter l’effet et d’avoir une action sur huit semaines ». La marque a élargi son offre de gels par des aérosols depuis l’an passé.

Les cyclodextrines sont des molécules dont la forme évoque le « donut ». En effet, leur cavité permet de piéger les molécules volatiles souvent peu hydrosolubles. La formation de complexe suppose une bonne adéquation entre la taille de la molécule invitée et celle de la cyclodextrine (l’hôte). La cyclodextrine a notamment été rendue célèbre par son intégration dans Fébreze ; elle est aussi évoquée pour traduire la fraîcheur longue durée du Lacoste L12.12 Noir.

Enfin, pour préserver l’écosystème de la peau, et éviter les antibactériens (triclosan, chlorhexidine,…) contenus dans les déodorants, les chercheurs de l’Université de Technologie de Compiègne travaillent sur les « anticorps en plastique ». « ce sont des polymères à empreintes moléculaires (MIP pour Molecularly Imprinted Polymer). Ces récepteurs synthétiques possèdent des cavités leur permettant de reconnaître et adsorber spécifiquement une molécule cible (« antigène »). Les MIPs ont une affinité et une spécificité comparable à celles des anticorps naturels. « Ce sont donc des matériaux bio-inspirés et biomimétiques, qui sont fabriqués par un procédé de moulage du polymère autour de la molécule cible, à l’échelle moléculaire » explique Bernadette Tse Sum Bui, Ingénieure de Recherche CNRS à l’Université de Technologie de Compiègne. Les MIPs sont incorporés dans une formulation cosmétique, pour piéger sélectivement les précurseurs d’odeurs dans la sueur humaine. Ces précurseurs d’odeurs servent de nourriture à des bactéries, présentes en grande quantité, de l’ordre d’un million de cellules par cm2 sous les aisselles, qui les « recrachent » en acides volatils malodorants. C’est un nouveau concept de déodorant qui agit avant l’émission des mauvaises odeurs ; Avantages : les MIP sont peu coûteux, stables, et ne perturbent pas l’écosystème de la peau. Ce travail a été mené en collaboration avec des chercheurs de L’Oréal et a conduit au dépôt d’un brevet (A. Greaves, F. Manfre, K. Haupt, B. Tse Sum Bui, Brevet L’OREAL WO 2014/102077 A1, 2014)

Convertir

Une autre piste : la transformation de la note par une réaction chimique. La molécule odorante se transforme en molécule olfactivement neutre. C’est le principe du ricinoleate de zinc, son effet absorbeur est fondé sur la liaison chimique formée entre les molécules d’odeur et l’ion zinc. De nouveaux produits utilisant la conversion chimique arrivent sur le marché.

    Quelque soit la solution adoptée, une règle semble se vérifier : pour combattre une mauvaise odeur, il faut bien connaître sa source et son profil chimique. Il se pose ensuite de nombreuses questions dues aux solutions proposées : comment ne pas polluer (si combustion), ne pas relarguer trop vite (si adsorption), maîtriser la proportion souvent abondamment nécessaire des neutralisateurs par rapport aux molécules malodorantes… Et dans le cas d’odeurs ambiantes, comment les neutraliser sans contact immédiat, puisqu’elles flottent dans l’air…

La recherche continue de travailler des pistes intéressantes : que se soit pour combattre l’odeur ou pour l’étudier comme un indicateur. Alpha Mos travaille ainsi sur des sujets de miniaturisation de leur système d’analyse pour toucher une cible plus grand public. Tester la fraîcheur d’un aliment dans le réfrigérateur, la cuisson dans un four ou la santé d’une personne à son haleine deviendra notre quotidien. L’odeur est toujours le symptôme de quelque chose, à condition de la laisser s’exprimer…

 

Quelques produits :

      • Sozio propose Absorbzio, un absorbeur constitué de sel de zinc de l’acide ricinoléique (présent dans la nature sous la forme de triglycérides dans les graines de diverses plantes telles que celle de l’huile de ricin) associé à un parfum frais et rémanent. Concentré entre 0,5 et 2%, Absorbzio élimine les mauvaises odeurs provenant de l’ammoniac, du mercaptan, du soufre, de la fumée, du poisson, l’oignon et l’ail par liaison chimique. Une fois qu’une mauvaise odeur est absorbée, elle ne relargue pas puisqu’une liaison permanente se fait, même lorsque le substrat sèche.
      • Schil seilacher propose une gamme de produits à base de ricinoleate de zinc couplé avec de l’acide méthylglycine comme agent chélateur pour solubiliser et activer la réaction. Polyfix ZRC30MT est proposé pour le secteur industriel, la maison et les animaux domestiques, il agit sur des pH de 8 à 11, recommandé à une concentration de 10%. Polyfix ZRC 25 GP est proposé pour les produits écologiques de cosmétiques, maison et animaux domestiques. Recommandé à une concentration de 5%, il n’attaque pas le milieu bactérien naturel de la peau.

Développé par Carruba et commercialisé en Europe par Rossow, Deoplex

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    • neutralise les odeurs de transpiration, l’urine, les matières fécales humaines et animales, les moisissures et la fumée de tabac ainsi que des odeurs alimentaires. Dérivé de la canne à sucre, le Deoplex

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    • agit par contact avec les molécules odorantes sans perturber l’équilibre du microbiote, nécessaire à une bonne santé de la peau, ni le processus naturel de transpiration. L’efficacité in vivo du Deoplex

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    a été évaluée sur un mélange représentatif d’odeurs d’urine, de matières fécales et d’odeurs corporelles. L’intensité de l’odeur a été réduite de 55%. Le caractère hédonique a progressé de 5 points, passant de -7 à -2 sur une échelle de satisfaction de -10 à 0. Sur des odeurs alimentaires (oignons, ail, poisson), une diminution globale de plus de 60% de l’intensité des odeurs a été constatée. Ce produit est disponible en version « naturelle » « ou certifiée bio ».

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