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Pourquoi les cheveux bouclent-ils (plus ou moins) en fonction de la météo ?

Coralie Thieulin, ECE Paris

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De nombreuses personnes constatent que leurs cheveux ont tendance à boucler, voire à frisotter, par temps humide, même s’ils sont naturellement raides. Ce phénomène universel varie toutefois en intensité selon le type de cheveux. Pour comprendre les raisons scientifiques qui se cachent derrière ces frisottis, plongeons à l’intérieur du cheveu.

La tige pilaire (nom scientifique donné au cheveu), principalement constituée de kératine (une protéine) est la partie visible du cheveu, autrement dit la partie qui sort du cuir chevelu. Elle est composée de plusieurs couches concentriques, à l’image d’un tronc d’arbre.

La moëlle (ou medulla), la couche la plus interne, permet de retenir l’humidité. Sa présence varie en fonction des types de cheveux et peut être continue, fragmentée ou complètement absente. En particulier, les cheveux blonds, souvent plus fins, ne contiennent pas ou peu de moëlle.

La couche intermédiaire, appelée cortex, représente 80 à 90 % du cheveu, c’est l’équivalent du bois d’un tronc d’arbre. Le cortex est composé de longs filaments torsadés de kératine parallèles à l’axe du cheveu et maintenus ensemble par des liaisons fortes, les ponts disulfure (soufre) et d’autres plus faibles, les liaisons hydrogène. Les ponts disulfures assurent la cohésion et donnent la résistance au cheveu. Lorsqu’on applique des traitements chimiques aux cheveux, ces ponts sont détruits : les cheveux sont fragilisés et se cassent plus facilement.

Les liaisons hydrogène plus facilement altérables sont, quant à elles, à l’origine de la forme des cheveux. Ce sont ces liaisons qui sont altérées temporairement lorsque l’on utilise un fer à lisser et une brosse chauffante pour lisser les cheveux. Une fois ces liaisons brisées, les cheveux peuvent être redressés et, une fois refroidis, les liaisons se reforment dans l’état où elles se trouvent, maintenant temporairement les cheveux dans une position lisse. Avec le temps, notamment avec l’humidité de l’air, les liaisons vont se reconstituer à leur place initiale, redonnant au cheveu sa texture naturelle.

Enfin, le cortex est entouré par la cuticule (les écailles), couche la plus externe du cheveu. La cuticule est comme l’écorce d’un arbre. Son rôle est de protéger le cortex, mais elle est très facilement endommagée par le brossage, les produits chimiques (coloration, permanente…), le vent ou la chaleur (lissage, soleil…).

Maintenant que nous en savons plus sur la structure et composition du cheveu, comment l’humidité interagit-elle avec celui-ci pour provoquer ces frisottis souvent indésirables ?

Revenons sur la notion de liaison hydrogène. Elle est due à l’attraction entre un atome d’hydrogène électropositif (porteur une petite charge positive) et un atome d’oxygène électronégatif (portant une charge négative) présents dans la kératine. Cette liaison, dite faible, est facilement altérée sous l’action de l’eau qui contient justement deux atomes d’hydrogène et un atome d’oxygène.

En effet, l’absorption des atomes d’hydrogène de l’eau par le cortex va augmenter le nombre de liaisons hydrogène dans le cheveu. Chaque fibre de kératine aura tendance à se replier sur elle-même au niveau moléculaire, ce qui entraînera une ondulation ou un frisage des cheveux. Ce phénomène est connu sous le nom d’effet de frisage par l’humidité. Les liaisons fortes (ponts disulfure) ne sont, quant à elles, pas affectées par l’humidité dans l’air.

Mais une question demeure, pourquoi certains types de cheveux sont plus sensibles à l’humidité que d’autres ?

Tout dépend de la porosité du cheveu qui traduit sa capacité à absorber et retenir l’humidité présente dans l’air. Plus les écailles du cheveu (sa cuticule) sont serrées, moins le cheveu est poreux et laisse passer l’eau jusqu’au cortex. Ainsi, les cheveux abîmés ou poreux sont davantage susceptibles de frisotter en cas de temps humide. La porosité du cheveu dépend de nombreux facteurs. Par exemple, un cheveu naturellement bouché, frisé ou crépu aura tendance à être plus poreux qu’un cheveu lisse car le mouvement du cheveu aura tendance à écarter les écailles.

D’autre part, les traitements chimiques ou thermiques auront tendance à ouvrir les écailles et rendre le cheveu plus poreux également. C’est pourquoi les cheveux abîmés (coloration, lissage…) ou naturellement bouclés, frisés ou crépus auront plus tendance à frisotter en cas d’humidité. En revanche, les cheveux raides « en bonne santé » sont moins poreux et réagissent moins visiblement à l’humidité, même s’ils ne sont pas à l’abri d’une petite ondulation.

Bonne nouvelle pour ceux qui aimeraient dompter ces mèches rebelles, il existe des solutions afin de réduire les frisottis. Certains produits pour les cheveux (shampoings, après-shampoings ou soins) forment une barrière à l’humidité en imperméabilisant le cheveu afin d’empêcher l’eau de pénétrer la tige pilaire. C’est le cas de ceux qui contiennent des silicones, des huiles ou des agents hydratants, connus pour leurs propriétés hydrophobes (qui repoussent l’eau).

Coralie Thieulin, Enseignant chercheur en physique à l'ECE, docteure en biophysique, ECE Paris

Cet article est republié à partir de The Conversation sous licence Creative Commons. Lire l’article original.