Hugo le lacheur, seb le sbotch et samir le paille tout mort

1. INTRODUCTION
Le savon est un objet du quotidien : nous l'utilisons chaque jour et nous ne
pourrions nous en passer . Les caractéristiques de ce détergent* ( liquide ou
solide) lui permettent de laver et de blanchir. Pourtant , peu de monde s'est déjà
penché sur cet objet, devenu, à ce jour ,indispensable.
Le savon fit son apparition il y a 4500 ans, en Mésopotamie. Cependant ce n’est
pas celui que nous connaissons aujourd’hui. En effet, à cette époque, les
sumériens le fabriquaient sous forme de pâte savonneuse à base de graisse
animale et de carbonate de potassium, de formule K2CO3(s). Il ne servait non
pour la toilette quotidienne mais pour se blanchir les cheveux ou encore contre
les maladies de la peau. Ce n’est qu’au 2ème siècle après J.C, que les arabes le
développent en y ajoutant des cendres de plantes maritimes contenant de la
soude. Puis, par la suite cette « fabrication » du savon s’exporte jusqu’aux côtes
méditerranéennes, en Espagne, en Italie mais surtout en France plus
précisément dans la ville de Marseille qui deviendra le principal fabricant de
savon d’où l’appellation : « savon de Marseille » . Désormais , le savon n'est plus
réalisé à partir de graisses animales mais à partir d'huile d'olive. Il existe
actuellement beaucoup de variétés de savon.
Nous avons trouvé intéressant de développer ce sujet, durant ce TPE. En effet,
le mécanisme qui fait que le savon peut nous laver , nous a fortement intrigué.
Nous avons donc choisi la problématique suivante : « Comment le savon nous
lave-t-il ? » . Nous allons tenter d'y répondre en développant les trois grandes
parties suivantes :
I) Comment et pourquoi le savon lave-t-il les graisses ?
II) Le savon, et les bactéries.
III) Facteur qui influence l'action du savon et propriété moussante de ce
dernier

2. I) LE SAVON EFFICACE SUR LES GRAISSES.
a) Caractéristiques de la peau et facteurs extérieurs qui font que nous
devons nous laver :
Nous utilisons le savon pour nous laver, certes, mais pourquoi nous lavons-
nous ? Que présente notre peau et quelles saletés provenant de l'extérieur nous
donnent l'obligation de nous laver ? Nous avons tenté de déterminer quels
étaient ces « résidus » qui se déposent sur notre peau et dont nous devons nous
débarrasser. Nous avons donc émis une hypothèse :
« Des lipides sont présents sur la peau. »
Afin d'étudier cette hypothèse, nous avons fait un expérience assez simple
permettant de mettre en évidence la présence de lipides, donc de graisses, sur
une surface, notamment la peau ;
Expérience 1 :
Matériel : Feuille de papier (assez fine)
Frotter énergiquement la feuille de papier sur la surface à tester, ici, la peau.
Si une tâche translucide se forme sur la feuille, la présence de lipides est
confirmée. Nous avons réalisé cette expérience quelques minutes avant de s'être
douché et après. Cette tâche translucide était bien présente avant la douche mais
ne l'était plus après la douche, lorsque nous avons recommencé l'expérience.
Donc nous pouvons en conclure que lorsque la peau est sale, elle produit des
lipides ( et donc de la graisse).
De plus, notre corps, après l'effort produit de la sueur. La sueur est composée
principalement d'eau, mais aussi de lipides. Ce qui en fait une autre raison de se
laver et de se débarrasser de ces taches de graisse.
L'une des 'saletés' présente sur notre peau est donc le gras, qui accumulé,
devient extrêmement gênant. Mais, est-ce que le savon agît sur le gras ? C'est ce
que nous allons tenter de découvrir.

3. b) Le savon est-t-il efficace sur les graisses ?
Nous allons tenter de démontrer cela grâce à l'expérience suivante :
Expérience:
Matériel : Huile de tournesol qui représentera la tâche de graisse.
Nous avons déposé sur la peau une petite couche d'huile. Puis nous l'avons
bien étalée afin qu'elle s'imprègne parfaitement. Nous avons dans un premier
temps frotté l'huile avec de l'eau. Ensuite, nous avons rajouté le savon ( sans
frotter et en frottant) et enfin nous avons rincé le tout. (nous allons expliquer la
nécessité de la présence de l'eau pour laver)
Observation : Lorsque nous appliquons simplement l'eau sur la tâche, cette
dernière ne part pas. En revanche, lorsque nous frottons avec du savon, elle s'en
va très rapidement.
Nous en concluons donc que le savon est très efficace sur l'huile et donc sur les
graisses. Mais, comment expliquer cela ? Nous avons pensé à une possible
particularité du savon qui fait que celui-ci est efficace au plus haut point sur les
graisses. Nous nous sommes donc tourné vers sa composition :
c) Mode d'action du savon :
Une molécule de savon est composée d'ion carboxylate auquel sera ajouté, afin
de
maintenir une charge stable, un ion sodium ou ion potassium.
L'ion carboxylate est une molécule présentant une « queue » et une tête. La
queue est composée d'une chaîne carbonée, tandis que la tête est polaire, puisque
composée de COO-
Ceci explique donc une particularité saisissante du savon, son caractère
amphiphile : Elle contient un partie hydrophobe et lipophile (qui n'aime pas
l'eau, et qui aime les graisses) et une partie hydrophile (qui adore l'eau).
En effet, la chaîne carbonée n'est pas polaire car les atomes de cette chaîne

4. ( l'hydrogène H et le carbone C) ont une éléctronégativité voisine. Donc cette
chaîne ne s'associe pas avec l'eau. Elle est donc hydrophobe. Elle a aussi la
particularité d'aimer les graisses. En revanche, la « tête » est polaire, donc
s'associe à l'eau. Elle est donc hydrophile puis qu'elle « aime » cette dernière.
Mais que se passe-t-il au contact de l'eau pour la partie hydrophobe ?
Au contact de l'eau, les molécules de savon, qui sont tensioactives* se
concentrent à la surface : en effet, les partie hydrophobes cherchent à éviter
l'eau. Celles-ci sont donc tournées vers l'extérieur ( l'air) et la tête ( qui est
hydrophile) se trouve dans l'eau. Mais, un amas de molécules de savon va se
constituer à la surface : lorsqu'il n'y a plus suffisamment de place, il faut que les
parties hydrophobes trouvent un moyen de ne pas se mettre en contact avec les
molécules d'eau H2O : afin de ne pas rencontrer celles-ci, elles s'entourent, et se
réunissent afin de rester entre elles. Elles forment alors une configuration
sphérique que l'on nomme micelle*. Voici le schéma d'une micelle ci-dessous:
Schéma d'une micelle de savon
Les parties hydrophobes des molécules de savon, se réunissent au centre de ces
micelles tandis que les parties hydrophiles sont tournées vers l'extérieur ( vers
l'eau)

5. L'intérieur des micelles est donc intéressé par les graisses. Ceci explique l'action
du savon sur une tache. La micelle, et surtout, la partie hydrophobe et lipophile
va venir s'accrocher à la graisse comme ceci
On remarque bien que la partie hydrophile, est à l'extérieur. Celle-ci va être
emportée par l'eau et va donc entraîner la partie hydrophobe (et la tâche de
graisse) avec elle . C'est donc comme ceci qu'une tache de graisse est
« maîtrisée » par une micelle de savon :

6. d) Confirmation de l'efficacité du savon sur les graisses grâce à une expérience
Pour prouver ces avancements, nous avons réalisé une expérience très simple.
Nous avons eu besoin de deux verres , d'huile et de savon liquide.

7. Pour commencer, nous avons versé de l'eau dans chacun des deux verres :
Puis nous avons introduit de l'huile ( représentant la graisse) dans les deux
verres. Dans l'un des deux verres, nous avons rajouté du savon. Après agitation,
nous observons dans le verre ,où le savon n'est pas présent, un corps hétérogène
ce qui est tout à fait normal, puisque l'eau et l'huile ne sont pas miscibles. Les
gouttes d'huile sont regroupées à la surface. En revanche, dans le verre
contenant du savon, on observe un corps plutôt homogène. Les gouttes d'huile
ne se sont pas regroupées. Les molécules de savon ont donc eu un effet sur
l'huile.
Celles-ci se sont fixées sur les gouttes d'huile afin de les isoler . On peut donc dire
que les micelles de savon ont agit sur la graisse. D'une façon plus générale, le

8. savon neutralise les graisses.
e) Conséquence d'une utilisation trop excessive du savon sur la peau
Le savon est certes utile à notre hygiène, mais vouloir se faire trop propre
peut nuire à notre santé et peut abîmer notre peau si nous ne prenons pas les
précautions adéquates.
Comment l’hygiène peut nuire à la santé de notre peau ?
Le savon est un produit qui peut être puissant, il est agressif pour l’épiderme
(couche supérieur du derme : la peau). Cette agressivité résulte de deux
phénomènes :
* Tout d’abord une différence de pH entre la peau et le savon peut
perturber le Ph de la peau
* La peau est recouverte d’une pellicule graisseuse appelée film
hydrolipidique. Ce film est comme son nom l’indique une émulsion
de graisse (lipos) et d’eau (hydro). C’est un film formé
naturellement par le corps (lors de la transpiration ou de l’émission
de sébum par exemple) et qui a pour fonction de protéger la peau
des invasions extérieures (champignons, bactéries…), mais aussi de conserver
l’élasticité et l’aspect lisse de la peau, ou encore d’aider à la cicatrisation. Or,
nous avons vu qu’un lavage au savon emportait la graisse. Cela perturbe donc
la composition du film hydrolipidique et cela peut par conséquent avoir des
effets néfastes comme l'assèchement de la peau et/ou des irritations.

9. II) Effet du savon sur les bactéries
a) Le savon est-il efficace sur d'autres impuretés ?
Nous avons vu précédemment que le savon, grâce à sa composition en molécules
amphiphiles, permet de faire disparaître les graisses. Nous pouvons à présent
nous demander s'il est efficace sur d'autres impuretés tels que les tâches d'encre,
les tâches de feutres , la peinture et les bactéries ( tâches les plus courantes) .
Nous avons pour cela, réalisé 3 petites expériences : dans la première , nous nous
sommes imprégnés d'encre, une petite partie de la peau et nous avons laissé
sécher. Dans la deuxième, nous nous sommes imprégnés de feutre et nous avons
également laissé sécher. Nous avons procédé de la même manière avec la
peinture dans la troisième expérience . Une fois les tâches imprégnées et sèches ,
nous avons simplement frotté avec de l'eau, nous avons ensuite ajouté du savon
(sans frottements) et enfin nous avons frotté avec l'eau savonneuse c'est à dire
savon+ eau. ( même démarche que pour la tâche d'huile réalisée dans la
première partie.) Afin de voir si le savon est efficace sur les bactéries nous
avions eu l'idée de poser dans deux boîtes de Pétri contenant de la gélose ( milieu
nutritif des bactéries favorisant la prolifération de ces dernières) , une main sale
non lavée et une main lavée au savon . Par faute de moyens et de matériel, nous
n'avons pas eu la possibilité de réaliser cette expérience. (mais nous avons fait
des recherches sur internet.)
Expérience n°1 : ( sur l'encre)
Observations :
-En frottant simplement avec de l'eau, il ne se passe rien ; la tâche n'a subi
aucun changement. Elle est toujours présente.
-En plaçant le savon sur la tâche, sans frotter, nous constatons également qu'il
n'y a pas eu de changement.
-En frottant la tâche avec de l'eau savonneuse, nous pouvons observer un léger
changement : la tâche est un tout petit peu moins marquée mais elle est toujours
présente.

10. Nous pouvons en conclure que le savon n'est pas efficace sur l'encre et qu'il ne
lave pas ce style de tâche
Expérience n°2 : ( sur le feutre)
Observations:
-Nous observons exactement les mêmes résultats que pour l'encre.
Nous pouvons donc dire, que le savon n'est pas efficace sur les tâches de feutre.
Expérience n°3 : ( sur la peinture)
Observations :
-Comme les deux expériences précédentes, le savon n'agit pas sur cette tâche.
Il n'est donc pas efficace sur la peinture.
Expérience sur les bactéries : Après avoir réalisé une recherche internet, nous
avons réussi à trouver une expérience illustrant celle que nous projetions de
faire initialement. ( source :
http://www.ecolewix.org.uk/20112012/gsbi/image/sciences%20GS%20bi.pdf )
Observations:
Photographie d'une boîte de Pétri,
7 jours après avoir placé dedans
des doigts sales
On observe que de nombreuses colonies de
bactéries se sont développées dans cette
boîte.
Photographie d'une boîte de Pétri 7
jours après avoir placé dedans des
doigts rincés avec de l'eau
On observe qu'il y a pratiquement autant de
bactéries que sur la photographie 1. L'eau n'a
donc pas eu d'effet sur elles.

11. Photographie d'une boîte de Pétri 7
jours après avoir placé dedans des
doigts rincés avec de l'eau
savonneuse
On observe que les colonies sont plus
rares. Les bactéries ne se sont presque
pas développées
On peut donc dire que le savon a eu un
effet sur les bactéries
On peut en conclure que l'eau n'a aucun effet sur les bactéries. En revanche le
savon, lui, les empêche de se développer.
Des mains lavées au savon sont porteuses de moins de bactéries qu'avant d'être
lavées. ( même si des bactéries sont encore présentes)
Donc le savon n'agit pas sur l'encre, le feutre et la peinture mais en revanche, il
se révèle efficace sur les bactéries. Nous allons voir pourquoi dans la suite du
TPE.
b) Pourquoi est-il efficace sur les bactéries ?
Nous cherchons à savoir pourquoi le savon lave les bactéries. Nous émettons
l'hypothèse suivante : « La paroi de la bactérie est composée de lipides ce qui
expliquerait le fait que le savon la nettoie » . Nous allons étudier la structure de
la bactérie. Si notre hypothèse se confirme, nous devrions observer une structure
lipidique de la paroi lors de notre étude.
Les bactéries sont des micro-organismes procaryotes unicellulaires à structures
cellulaires très simples caractérisées par une absence de noyau et d'organites.
On utilise un microscope pour les observer. Elles sont présentes un peu partout :
dans l'air, les sols, l'eau, la peau...Certaines sont des microbes mais d'autres sont
très utiles à l'homme (par ex celles qui sont présentes dans l’intestin).
On classifie les bactéries en trois grandes formes :

12. . forme sphérique ou ovale : les cocci (ou coques)
. forme allongée ( en bâtonnet ) : les bacilles
. forme spiralée : les spiridilles
La paroi bactérienne est un élément de la structure bactérienne présent chez
toutes les bactéries : elle leur confère notamment leur forme. La Coloration de
Gram* est une méthode simple permettant d'obtenir des informations
importantes sur la structure biochimique de la paroi bactérienne. Deux groupes
de bactéries sont mis en évidence par la coloration de Gram :
* les bactéries à Gram négatif
* les bactéries à Gram positif.
Les bactéries à Gram- prennent une tente rose tandis que les bactéries à Gram+
se colorent en violet. Les éléments qui composent cette paroi sont :
– des sucres animés qui sont liés par une liaison osidique* pour former le
peptidoglycane
– 4 acides aminés
– des acides teichoïques inclus dans le peptidoglycane des bactéries à Gram
positif.
– les lipides sont quasiment absents chez les bactéries à Gram +. Il y a du
lipopolysaccharide en quantité importante chez les bactéries à Gram –
(toxine qui est un composant essentiel de la paroi bactérienne)
On a une molécule particulière dans celles-ci : le LPS ou LipopolySaccharides

13. qui possède une partie lipidique : le lipide A. Cette partie est hydrophobe et donc
lipophile.
Ainsi, nous pouvons dire que les deux groupes de bactéries n'ont pas la même
structure de la paroi bactérienne. Celle des bactéries Gram– est composée de 10
à 20 % de lipides contre 1 à 2% pour les bactéries Gram+ . Comme le savon lave
les graisses ( les lipides) , il devrait normalement laver les bactéries Gram- car ce
sont celles qui contiennent le plus de lipides dans leur paroi bactérienne. Donc
on a ici une partie de l'explication. (notre hypothèse est à moitié confirmée.)
Mais, on pourrait se demander : « et les bactéries Gram+ , alors ? » . Nous
avons vu précédemment que la peau produisait des lipides. Nous pouvons donc
émettre comme nouvelle hypothèse que ces lipides entoureraient les bactéries
Gram+ et favoriseraient l'attraction avec les parties lipophiles du savon. C’est
donc un argument supplémentaire pour affirmer que le savon nettoie la bactérie.
Il décolle à la fois le gras, présent dans la peau, et celui présent sur les parois des
bactéries.
On sait aussi que le savon a des propriétés bactériostatiques ( qui empêche le
développement des bactéries) et fongistatique ( qui empêche le développement
des champignons).

14. c) Pourquoi reste-t-il des bactéries après un lavage au savon ?
Nous avons vu sur la photographie 3 (après nettoyage des mains au savon) qu'il
restait une faible quantité de bactéries mais présente malgré tout. Cela
s'explique par le fait que le savon ne tue pas les bactéries. En effet, il les décolle
seulement de la peau pour ensuite les éjecter dans l'eau de rinçage
(contrairement aux antiseptiques et désinfectants qui tuent les micro-
organismes.) Cela est donc possible que le savon n'ait pas bien nettoyé certaines
zones de la peau et que par conséquent, certaines bactéries aient résisté.

15. c) Pourquoi reste-t-il des bactéries après un lavage au savon ?
Nous avons vu sur la photographie 3 (après nettoyage des mains au savon) qu'il
restait une faible quantité de bactéries mais présente malgré tout. Cela
s'explique par le fait que le savon ne tue pas les bactéries. En effet, il les décolle
seulement de la peau pour ensuite les éjecter dans l'eau de rinçage
(contrairement aux antiseptiques et désinfectants qui tuent les micro-
organismes.) Cela est donc possible que le savon n'ait pas bien nettoyé certaines
zones de la peau et que par conséquent, certaines bactéries aient résisté.