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Une crème qui sentait exactement comme il fallait il y a un mois sent aujourd’hui un peu différent. Sa couleur a changé, la texture est plus fluide et sur le bord du pot est apparue une tache qui n’y était pas hier.
Est-ce de la microbiologie ? Peut-être. Mais pas forcément.
La séparation de l’eau de la phase huileuse peut être la conséquence d’une instabilité physique de l’émulsion, le brunissement peut être lié à l’oxydation ou à une réaction chimique de l’un des composants et la modification de l’odeur, par exemple, à l’oxydation des huiles ou du parfum. Un film ou une tache visible évoquent davantage une contamination microbienne, mais sans examen microbiologique, l’origine du problème ne peut pas être déterminée de façon fiable.
Et l’inverse est également vrai : un produit cosmétique peut sembler, sentir et paraître complètement normal et néanmoins ne plus être conforme sur le plan microbiologique.
C’est précisément pourquoi, lors de la formulation, il ne suffit pas de traiter uniquement la composition, le parfum, la texture et la stabilité physique. La sécurité microbiologique fait partie intégrante d’une formule bien conçue.
Cet article fait suite à notre thématique sur les conservateurs en cosmétique et la fait avancer d’un pas. Nous n’allons pas seulement traiter de la manière de conserver le produit, mais surtout pourquoi les cosmétiques se détériorent, ce dont les micro-organismes ont besoin pour se développer et pourquoi la sécurité et la durée de vie du produit ne dépendent jamais que d’une seule substance conservatrice.
Sommaire
Les bactéries, les levures et les moisissures ont besoin pour se développer d’un environnement approprié et l’une des conditions de base est une quantité suffisante d’eau disponible.
C’est pourquoi le risque microbiologique d’une émulsion, d’un gel ou d’un tonique diffère fondamentalement de celui d’une huile pure ou d’un baume anhydre.
Si la formule contient une phase aqueuse – par exemple de l’eau, un hydrolat, du jus d’aloès, un extrait végétal aqueux ou une autre matière première aqueuse – nous devons nous intéresser à sa stabilité microbiologique.
Cela ne signifie toutefois pas qu’il suffit de regarder le pourcentage d’eau dans la formule. Pour les micro-organismes, ce qui est déterminant, ce n’est pas seulement la quantité d’eau contenue dans le produit, mais la part réellement disponible pour eux.
Et cela nous amène à l’un des concepts les plus importants de la stabilité microbiologique des cosmétiques.
L’activité de l’eau – aw (water activity) décrit la quantité d’eau disponible dans un système pour les processus chimiques et biologiques, y compris la croissance microbienne. Ce n’est pas la même chose que le pourcentage d’eau dans la formule.
Deux produits peuvent contenir des quantités d’eau similaires mais présenter une activité de l’eau différente et donc un risque microbiologique différent.
L’activité de l’eau est exprimée par une valeur comprise entre 0 et 1. L’eau pure a une aw très proche de 1. Plus la valeur est faible, moins les micro-organismes disposent d’eau.
Formellement, l’aw est définie comme le rapport de la pression de vapeur d’eau au-dessus du produit à la pression de vapeur d’eau au-dessus de l’eau pure à la même température. Pour le formulateur, l’interprétation pratique est cependant plus importante : l’eau peut être présente dans la formule, mais elle n’est pas toute également disponible pour les micro-organismes.
Certaines substances dissoutes fixent l’eau et en réduisent la disponibilité. Il s’agit par exemple :
C’est pourquoi, par exemple, un système à base de glycérine concentrée ou très salé peut présenter une aw nettement plus faible qu’une émulsion classique contenant une proportion d’eau similaire.
Ce principe est bien connu dans l’industrie alimentaire : une confiture peut contenir une quantité importante d’eau, mais la forte concentration en sucre en réduit la disponibilité. Le sel agit de manière similaire dans les produits fortement salés.
En cosmétique, il faut cependant être prudent. Quelques pour cent de glycérine dans une crème hydratante n’en font pas un produit microbiologiquement stable sans conservateur. Les concentrations usuelles d’humectants ne réduisent généralement pas l’aw au point de pouvoir considérer une émulsion aqueuse classique comme à faible risque.
La réduction de l’activité de l’eau est donc l’une des barrières de protection possibles, mais pas un substitut universel au système conservateur.
Les micro-organismes n’ont pas tous les mêmes exigences. En général, de nombreuses bactéries ont besoin d’une activité de l’eau plus élevée, tandis que certaines levures et moisissures peuvent se développer à des valeurs d’aw plus faibles.
Par conséquent, la réduction de l’activité de l’eau peut progressivement limiter la croissance de certains groupes de micro-organismes, mais il n’existe pas de seuil universel simple en dessous duquel on pourrait automatiquement considérer chaque produit cosmétique comme sûr.
Si une faible activité de l’eau doit faire partie de l’argumentation microbiologique professionnelle du produit, l’aw doit être mesurée sur le produit fini et non simplement estimée à partir de la formule. Cela peut être particulièrement intéressant pour des produits tels que :
Lors de la conservation des cosmétiques, on raisonne parfois de façon trop simpliste : il y a de l’eau dans le produit → on ajoute un conservateur → c’est fini.
Une protection microbiologique conçue de manière professionnelle est plus complexe. On utilise un principe que l’on peut qualifier d’approche multi-barrières – hurdle technology.
Au lieu de fonder la protection du produit exclusivement sur une seule substance conservatrice, on crée pour les micro-organismes plusieurs obstacles simultanément. Ces barrières peuvent être :
Les différentes barrières se renforcent mutuellement. L’objectif n’est donc pas d’utiliser « le conservateur le plus puissant possible » ou d’en mettre la quantité la plus élevée possible. Il est beaucoup plus raisonnable de concevoir le produit de sorte que le système conservateur fonctionne dans des conditions les plus favorables possibles."
En complément des conservateurs classiques, on trouve souvent dans les formules modernes des preservative boosters – boosters de conservation.
Ce sont des substances dont la fonction cosmétique principale déclarée n’est pas forcément la conservation, mais qui peuvent soutenir la protection antimicrobienne de la formule et augmenter l’efficacité de l’ensemble du système conservateur.
Ils peuvent agir par différents mécanismes. Certains :
Dans les formulations cosmétiques, on peut rencontrer dans ce rôle, par exemple, les substances suivantes :
Leur force réside surtout dans la combinaison avec d’autres barrières. Par exemple, l’Ethylhexylglycerin est souvent utilisé en association avec le Phenoxyethanol. Pris isolément, il ne peut pas être simplement considéré comme un substitut à un système conservateur classique à large spectre, mais en combinaison, il peut améliorer son efficacité globale.
De même, le Glyceryl Caprylate ou le Caprylyl Glycol peuvent contribuer à la protection antimicrobienne, mais leur effet réel dépend de la concentration, du pH, du type d’émulsion et d’autres composants de la formule.
C’est un point important : la présence d’un booster ne signifie pas automatiquement que l’on peut réduire la dose de conservateur classique. Si l’on souhaite optimiser le système ou diminuer la concentration de l’un de ses éléments, il faut vérifier la fonctionnalité de la combinaison obtenue sur le produit fini.
Un autre groupe qui reste souvent en retrait dans la conservation est constitué des agents chélatants. Les chélateurs lient les ions métalliques – par exemple le fer, le cuivre, le calcium ou le magnésium – qui pénètrent dans le produit par l’eau, les extraits végétaux, les matières premières minérales, les impuretés traces des matières premières ou les équipements de production.
Pour le formulateur, ils sont intéressants pour deux raisons. Les ions métalliques peuvent catalyser des réactions d’oxydation – oxydation plus rapide des huiles, changement de couleur, dégradation des actifs sensibles ou apparition d’odeurs indésirables – de sorte que leur complexation améliore la stabilité chimique de la formule. Par ailleurs, de nombreux micro-organismes ont besoin d’ions métalliques pour le fonctionnement des enzymes et les processus métaboliques ; la chélation les leur rend indisponibles et, pour certaines bactéries gram négatives, modifie en outre la stabilité de la membrane externe et augmente leur sensibilité à d’autres substances antimicrobiennes.
Un chélateur n’est donc pas un conservateur et ne résout généralement pas à lui seul la protection microbiologique du produit. Il constitue toutefois une barrière supplémentaire qui peut rendre le système conservateur plus robuste.
Pour des formulations orientées vers un profil plus naturel, on pourra par exemple utiliser Sodium Phytate ; une alternative douce est le gluconate de sodium et une solution technologique performante et biodégradable est Trilon M Max EcoBalanced. Là encore, ce qui importe, ce n’est pas la simple présence d’un chélateur, mais son adéquation à la formule spécifique, la quantité utilisée et le pH. Nous abordons plus en détail son choix dans un article consacré aux agents chélatants.
Les micro-organismes n’apparaissent pas d’eux-mêmes dans le produit. Ils doivent y pénétrer. D’un point de vue pratique, on distingue surtout la contamination primaire et secondaire.
Les sources possibles sont :
Pour les poudres végétales, les extraits et certaines matières premières naturelles, la charge microbienne naturelle peut être nettement plus élevée que pour les matières premières synthétiques hautement purifiées. C’est aussi pour cette raison que le conservateur ne peut pas remplacer les bonnes pratiques de fabrication.
La mission du système conservateur n’est pas de désinfecter un produit mal fabriqué. Il doit protéger un produit correctement fabriqué pendant son stockage et son utilisation. Plus la charge microbienne initiale est élevée, plus la tâche du système conservateur est exigeante.
Le second problème survient pendant l’utilisation du produit. Nous prélevons la crème avec les doigts dans un pot ouvert. Un gommage corporel reste dans la douche et nous l’utilisons avec la main mouillée. De l’eau, des gouttes de la salle de bain ou des impuretés de la peau peuvent pénétrer dans l’emballage.
Un sérum conditionné dans un emballage airless, avec lequel l’utilisateur n’entre pratiquement pas en contact, est exposé à un risque totalement différent.
C’est pourquoi l’emballage n’est pas seulement une question de design ou de marketing. Il fait partie de la conception microbiologique du produit. Les systèmes airless, les pompes et les emballages à petit orifice de distribution peuvent réduire considérablement la contamination secondaire. Un pot ouvert à large ouverture représente un risque plus élevé.
Une contamination microbienne peut provoquer :
Cependant, sur la base de ces manifestations, il est impossible de dire de façon fiable si l’on a affaire à des bactéries, des levures ou des moisissures. De plus, les mêmes changements peuvent également avoir une cause non microbiologique.
La séparation de phases d’une émulsion peut être un problème physique. Le brunissement peut être une oxydation. Une odeur désagréable peut résulter de la dégradation d’une huile. Par conséquent, l’aspect du produit n’est pas un test microbiologique.
Et ce point est particulièrement important : l’absence de changements visibles n’est pas une preuve de pureté microbiologique. Le produit peut être microbiologiquement non conforme avant même que son aspect ou son odeur ne soient modifiés.
Si toutefois des moisissures visibles apparaissent sur un produit cosmétique, il ne suffit pas d’enlever la partie atteinte. Il faut considérer l’ensemble du produit comme contaminé et ne plus l’utiliser.
On ne s’intéresse pas au pH d’un produit cosmétique uniquement à cause de la peau ou de la stabilité des actifs. Il peut également influencer de manière déterminante le système conservateur.
Un exemple typique est celui des systèmes conservateurs à base d’acides organiques, par exemple l’acide benzoïque ou l’acide sorbique et leurs sels. Leur efficacité antimicrobienne est liée à la proportion d’acide présente sous forme non dissociée. Ce rapport varie en fonction du pH.
Résultat ? La même concentration de substance conservatrice peut être très efficace à un pH donné et nettement moins à un pH plus élevé.
Il ne suffit donc pas de dire : « J’ai utilisé 1 % de conservateur. » Les bonnes questions sont :"
On mesure le pH sur le produit fini et, lors du développement, il est utile d’en suivre l’évolution au cours des essais de stabilité. Certaines formules peuvent en effet légèrement modifier leur pH avec le temps.
Il n’existe pas de procédé technologique universel valable pour tous les systèmes conservateurs. La documentation technique du fabricant du conservateur concerné prime toujours.
En pratique, toutefois, une règle très fréquente s’applique : on ajoute de nombreux systèmes conservateurs modernes en fin de fabrication, après refroidissement du produit à environ moins de 40–45 °C. Il s’agit d’un bon principe général de formulation, non d’une loi universelle.
Certains conservateurs ou composants de mélanges conservateurs sont sensibles aux températures élevées ou au chauffage prolongé, tandis que d’autres systèmes permettent ou exigent un autre mode d’incorporation. On vérifie donc toujours :
Pour les systèmes conservateurs sensibles au pH, il est avantageux de les ajouter à une formule pratiquement terminée, dont on connaît le pH final approximatif. On effectue toutefois le contrôle final du pH uniquement après l’incorporation du conservateur et des autres composants, car le système conservateur lui-même peut également modifier le pH de la formule.
Pour les conservateurs, une règle très importante s’applique : le dosage recommandé par le fournisseur et la limite réglementaire ne sont pas la même chose.
Le fournisseur d’un système conservateur commercial peut, par exemple, recommander un dosage de 0,5–1,0 %. Il s’agit d’une recommandation pour un mélange donné. La législation européenne fixe cependant les concentrations maximales des différents conservateurs dans le produit cosmétique fini.
Dans l’UE, les conservateurs autorisés et les conditions de leur utilisation figurent à l’annexe V du règlement (CE) n° 1223/2009 relatif aux produits cosmétiques. Le règlement prévoit également que seuls les substances listées dans cette annexe peuvent être utilisées comme conservateurs, et dans les conditions qui y sont définies.
Par exemple :
Pour les parabènes, les donneurs de formaldéhyde et d’autres conservateurs réglementés, des limites précises et des conditions d’utilisation sont également fixées.
Pour le formulateur, cela a une conséquence très pratique. Il ne suffit pas de savoir : « Ce conservateur se dose à 1 %. » Il faut aussi connaître sa composition INCI et la teneur en conservateurs réglementés, afin de savoir quelle quantité de chaque substance sera finalement présente dans le produit fini."
Le maximum réglementaire n’est pas pour autant la dose de formulation recommandée. C’est la concentration la plus élevée autorisée dans des conditions données. Et l’inverse est également vrai : le fait de se situer en dessous de la limite réglementaire maximale ne signifie pas encore que le produit soit suffisamment conservé. L’efficacité doit être démontrée dans la formule spécifique.
Une substance conservatrice n’existe pas isolément dans une formule. Son efficacité peut être influencée par :
Un exemple très intéressant est la répartition de la substance conservatrice entre la phase huileuse et la phase aqueuse de l’émulsion. Les micro-organismes ont besoin d’eau disponible pour se développer, de sorte que nous nous intéressons à la quantité de conservateur actif réellement disponible dans la phase aqueuse.
Si une substance a une forte affinité pour la phase huileuse ou s’associe fortement aux micelles formées par les tensioactifs, sa concentration totale dans le produit peut être correcte, mais sa disponibilité effective là où nous en avons besoin peut être réduite.
C’est aussi pour cette raison qu’il n’existe pas d’équation simple : 1 % de conservateur = crème sûre.
Un système airless, une pompe, un flacon à goulot étroit et un pot ouvert ne présentent pas le même risque microbiologique. Avec un système airless, l’utilisateur n’entre pratiquement pas en contact avec le contenu. Avec un pot, à chaque utilisation, peuvent pénétrer dans le produit :
L’utilisation de produits dans la salle de bain ou sous la douche peut être particulièrement à risque. Le choix de l’emballage peut donc influencer le degré de robustesse nécessaire pour l’ensemble du système conservateur. Du point de vue microbiologique, nous concevons l’emballage en même temps que la formule, et non après coup.
Les huiles, sérums huileux, baumes anhydres ou de nombreux beurres corporels présentent généralement un faible risque microbiologique, car ils n’offrent pas suffisamment d’eau disponible aux micro-organismes pour qu’ils se développent. Cela ne signifie pas pour autant : sans eau = automatiquement sans risque.
Imaginez un gommage au sucre ou au sel anhydre dans un pot large posé dans la douche. Le fabricant l’a certes conditionné en tant que produit anhydre, mais le consommateur y plonge à plusieurs reprises des mains mouillées et y introduit de petites quantités d’eau. Après plusieurs utilisations, le micro-environnement d’une partie du produit peut déjà différer de celui existant au moment de la fabrication.
Lors de l’évaluation du risque, nous examinons donc :
Un produit anhydre en pompe représente une situation différente d’un gommage anhydre dans un pot ouvert posé dans la douche.
Cela fait partie des malentendus les plus fréquents dans la fabrication domestique de cosmétiques. Tocopherol – vitamine E – est un antioxydant, pas un conservateur antimicrobien. Son rôle est avant tout de ralentir l’oxydation des lipides.
Il peut donc contribuer à :
Cependant, il n’assure pas une protection suffisante d’un produit aqueux contre les bactéries, levures et moisissures. La stabilité oxydative et la stabilité microbiologique sont deux choses différentes. Un produit peut être très bien protégé contre l’oxydation et être microbiologiquement non conforme – ou inversement.
On ne peut pas le déterminer avec certitude à partir de la formule. On peut choisir un conservateur adapté, régler correctement le pH, utiliser un chélateur, un booster et un emballage airless – on travaille cependant encore avec une hypothèse tant que l’on n’a pas vérifié la protection antimicrobienne du produit fini.
Pour cela, on a recours au preservation efficacy test, communément appelé challenge test. Au cours de ce test, le produit fini est ensemencé de manière contrôlée avec des micro-organismes définis et l’évolution de leur nombre est suivie pendant une période déterminée.
L’objectif n’est pas de prouver que les cosmétiques sont stériles. Les cosmétiques n’ont pas à être stériles. L’objectif est de vérifier si le système de protection antimicrobienne est capable de réduire suffisamment la charge microbienne.
La norme de référence est ISO 11930:2019 – Cosmetics — Microbiology — Evaluation of the antimicrobial protection of a cosmetic product. Elle inclut le preservation efficacy test ainsi que la procédure d’évaluation de la protection antimicrobienne globale du produit. Elle prévoit également que le challenge test classique n’est pas destiné aux produits présentant un faible risque microbiologique, dont le risque a été évalué comme faible.
En 2026, une troisième édition de l’ISO 11930 est en préparation, mais il s’agit pour l’instant d’un projet et la norme actuellement publiée reste ISO 11930:2019.
C’est une différence importante. « Contient de l’eau » ne signifie pas automatiquement « ajouter 1 % de conservateur ». Et « ne contient pas d’eau » ne signifie pas automatiquement « je n’ai pas à me préoccuper de la microbiologie ». On évalue toujours le produit spécifique.
Au lieu de se poser la question : « Combien de pour cent de conservateur dois-je ajouter ? », il est plus utile d’adopter une démarche systématique."
C’est précisément ainsi que la conservation cesse d’être une question d’un seul ingrédient.
Si vous fabriquez une émulsion, un gel, un tonique, un sérum ou un autre cosmétique avec une phase aqueuse, ne choisissez pas le conservateur uniquement en fonction du fait qu’il est indiqué comme « naturel
Regardez l’ensemble du système : le pH, la composition du produit, l’activité de l’eau, le type d’émulsion, les actifs utilisés, le dosage recommandé, le mode d’incorporation ainsi que l’emballage.
Dans notre offre de conservateurs, vous trouverez différents systèmes adaptés à des types de formulations variés. Pour chacun d’eux, nous recommandons de travailler avec la documentation technique du fabricant et de respecter sa concentration, sa température d’incorporation et sa plage de pH recommandées.
Lors de la conception d’un système plus robuste, il vaut la peine de s’intéresser également aux boosters de conservation et aux agents chélatants qui peuvent renforcer un système conservateur bien choisi.
Si vous ne savez pas encore quel conservateur convient à votre formule, poursuivez avec notre article sur les conservateurs, où nous examinons plus en détail les différents types et leurs usages.
La sécurité microbiologique des cosmétiques n’apparaît pas au moment où l’on ajoute un conservateur à la formule. Elle commence par la qualité de l’eau et des matières premières, se poursuit avec l’hygiène de fabrication et la conception même de la formule, et se termine par un emballage approprié, un mode d’utilisation adapté et la vérification du produit fini.
Chaque barrière agit de manière légèrement différente, et c’est précisément par leur combinaison que l’on peut créer un produit robuste sans dépendre d’une seule substance.
D’où la question : « Quel est le meilleur conservateur ? »
