1. INTRODUCTIONLe savon est un objet du quotidien : nous lutilisons chaque jour et nous nepourrions nous en passer . Les caractristiques de ce dtergent* ( liquide ousolide) lui permettent de laver et de blanchir. Pourtant , peu de monde sest djpench sur cet objet, devenu, ce jour ,indispensable.Le savon fit son apparition il y a 4500 ans, en Msopotamie. Cependant ce nestpas celui que nous connaissons aujourdhui. En effet, cette poque, lessumriens le fabriquaient sous forme de pte savonneuse base de graisseanimale et de carbonate de potassium, de formule K2CO3(s). Il ne servait nonpour la toilette quotidienne mais pour se blanchir les cheveux ou encore contreles maladies de la peau. Ce nest quau 2me sicle aprs J.C, que les arabes ledveloppent en y ajoutant des cendres de plantes maritimes contenant de lasoude. Puis, par la suite cette fabrication du savon sexporte jusquaux ctesmditerranennes, en Espagne, en Italie mais surtout en France plusprcisment dans la ville de Marseille qui deviendra le principal fabricant desavon do lappellation : savon de Marseille . Dsormais , le savon nest plusralis partir de graisses animales mais partir dhuile dolive. Il existeactuellement beaucoup de varits de savon.Nous avons trouv intressant de dvelopper ce sujet, durant ce TPE. En effet,le mcanisme qui fait que le savon peut nous laver , nous a fortement intrigu.Nous avons donc choisi la problmatique suivante : Comment le savon nouslave-t-il ? . Nous allons tenter dy rpondre en dveloppant les trois grandesparties suivantes : I) Comment et pourquoi le savon lave-t-il les graisses ? II) Le savon, et les bactries.III) Facteur qui influence laction du savon et proprit moussante de cedernier

2. I) LE SAVON EFFICACE SUR LES GRAISSES.a) Caractristiques de la peau et facteurs extrieurs qui font que nousdevons nous laver :Nous utilisons le savon pour nous laver, certes, mais pourquoi nous lavons-nous ? Que prsente notre peau et quelles salets provenant de lextrieur nousdonnent lobligation de nous laver ? Nous avons tent de dterminer quelstaient ces rsidus qui se dposent sur notre peau et dont nous devons nousdbarrasser. Nous avons donc mis une hypothse : Des lipides sont prsents sur la peau. Afin dtudier cette hypothse, nous avons fait un exprience assez simplepermettant de mettre en vidence la prsence de lipides, donc de graisses, surune surface, notamment la peau ;Exprience 1 :Matriel : Feuille de papier (assez fine)Frotter nergiquement la feuille de papier sur la surface tester, ici, la peau.Si une tche translucide se forme sur la feuille, la prsence de lipides estconfirme. Nous avons ralis cette exprience quelques minutes avant de stredouch et aprs. Cette tche translucide tait bien prsente avant la douche maisne ltait plus aprs la douche, lorsque nous avons recommenc lexprience.Donc nous pouvons en conclure que lorsque la peau est sale, elle produit deslipides ( et donc de la graisse).De plus, notre corps, aprs leffort produit de la sueur. La sueur est composeprincipalement deau, mais aussi de lipides. Ce qui en fait une autre raison de selaver et de se dbarrasser de ces taches de graisse.Lune des salets prsente sur notre peau est donc le gras, qui accumul,devient extrmement gnant. Mais, est-ce que le savon agt sur le gras ? Cest ceque nous allons tenter de dcouvrir. 3. b) Le savon est-t-il efficace sur les graisses ?Nous allons tenter de dmontrer cela grce lexprience suivante :Exprience:Matriel : Huile de tournesol qui reprsentera la tche de graisse. Nous avons dpos sur la peau une petite couche dhuile. Puis nous lavonsbien tale afin quelle simprgne parfaitement. Nous avons dans un premiertemps frott lhuile avec de leau. Ensuite, nous avons rajout le savon ( sansfrotter et en frottant) et enfin nous avons rinc le tout. (nous allons expliquer lancessit de la prsence de leau pour laver)Observation : Lorsque nous appliquons simplement leau sur la tche, cettedernire ne part pas. En revanche, lorsque nous frottons avec du savon, elle senva trs rapidement.Nous en concluons donc que le savon est trs efficace sur lhuile et donc sur lesgraisses. Mais, comment expliquer cela ? Nous avons pens une possibleparticularit du savon qui fait que celui-ci est efficace au plus haut point sur lesgraisses. Nous nous sommes donc tourn vers sa composition : c) Mode daction du savon :Une molcule de savon est compose dion carboxylate auquel sera ajout, afindemaintenir une charge stable, un ion sodium ou ion potassium.Lion carboxylate est une molcule prsentant une queue et une tte. Laqueue est compose dune chane carbone, tandis que la tte est polaire, puisquecompose de COO-Ceci explique donc une particularit saisissante du savon, son caractreamphiphile : Elle contient un partie hydrophobe et lipophile (qui naime pasleau, et qui aime les graisses) et une partie hydrophile (qui adore leau).En effet, la chane carbone nest pas polaire car les atomes de cette chane 4. ( lhydrogne H et le carbone C) ont une lctrongativit voisine. Donc cettechane ne sassocie pas avec leau. Elle est donc hydrophobe. Elle a aussi laparticularit daimer les graisses. En revanche, la tte est polaire, doncsassocie leau. Elle est donc hydrophile puis quelle aime cette dernire.Mais que se passe-t-il au contact de leau pour la partie hydrophobe ?Au contact de leau, les molcules de savon, qui sont tensioactives* seconcentrent la surface : en effet, les partie hydrophobes cherchent viterleau. Celles-ci sont donc tournes vers lextrieur ( lair) et la tte ( qui esthydrophile) se trouve dans leau. Mais, un amas de molcules de savon va seconstituer la surface : lorsquil ny a plus suffisamment de place, il faut que lesparties hydrophobes trouvent un moyen de ne pas se mettre en contact avec lesmolcules deau H2O : afin de ne pas rencontrer celles-ci, elles sentourent, et serunissent afin de rester entre elles. Elles forment alors une configurationsphrique que lon nomme micelle*. Voici le schma dune micelle ci-dessous:Schma dune micelle de savonLes parties hydrophobes des molcules de savon, se runissent au centre de cesmicelles tandis que les parties hydrophiles sont tournes vers lextrieur ( versleau) 5. Lintrieur des micelles est donc intress par les graisses. Ceci explique lactiondu savon sur une tache. La micelle, et surtout, la partie hydrophobe et lipophileva venir saccrocher la graisse comme ceciOn remarque bien que la partie hydrophile, est lextrieur. Celle-ci va treemporte par leau et va donc entraner la partie hydrophobe (et la tche degraisse) avec elle . Cest donc comme ceci quune tache de graisse est matrise par une micelle de savon : 6. d) Confirmation de lefficacit du savon sur les graisses grce une expriencePour prouver ces avancements, nous avons ralis une exprience trs simple.Nous avons eu besoin de deux verres , dhuile et de savon liquide. 7. Pour commencer, nous avons vers de leau dans chacun des deux verres :Puis nous avons introduit de lhuile ( reprsentant la graisse) dans les deuxverres. Dans lun des deux verres, nous avons rajout du savon. Aprs agitation,nous observons dans le verre ,o le savon nest pas prsent, un corps htrognece qui est tout fait normal, puisque leau et lhuile ne sont pas miscibles. Lesgouttes dhuile sont regroupes la surface. En revanche, dans le verrecontenant du savon, on observe un corps plutt homogne. Les gouttes dhuilene se sont pas regroupes. Les molcules de savon ont donc eu un effet surlhuile.Celles-ci se sont fixes sur les gouttes dhuile afin de les isoler . On peut donc direque les micelles de savon ont agit sur la graisse. Dune faon plus gnrale, le 8. savon neutralise les graisses.e) Consquence dune utilisation trop excessive du savon sur la peauLe savon est certes utile notre hygine, mais vouloir se faire trop proprepeut nuire notre sant et peut abmer notre peau si nous ne prenons pas lesprcautions adquates.Comment lhygine peut nuire la sant de notre peau ?Le savon est un produit qui peut tre puissant, il est agressif pour lpiderme(couche suprieur du derme : la peau). Cette agressivit rsulte de deuxphnomnes :* Tout dabord une diffrence de pH entre la peau et le savon peutperturber le Ph de la peau* La peau est recouverte dune pellicule graisseuse appele filmhydrolipidique. Ce film est comme son nom lindique une mulsionde graisse (lipos) et deau (hydro). Cest un film formnaturellement par le corps (lors de la transpiration ou de lmissionde sbum par exemple) et qui a pour fonction de protger la peaudes invasions extrieures (champignons, bactries), mais aussi de conserverllasticit et laspect lisse de la peau, ou encore daider la cicatrisation. Or,nous avons vu quun lavage au savon emportait la graisse. Cela perturbe doncla composition du film hydrolipidique et cela peut par consquent avoir deseffets nfastes comme lasschement de la peau et/ou des irritations. 9. II) Effet du savon sur les bactriesa) Le savon est-il efficace sur dautres impurets ?Nous avons vu prcdemment que le savon, grce sa composition en molculesamphiphiles, permet de faire disparatre les graisses. Nous pouvons prsentnous demander sil est efficace sur dautres impurets tels que les tches dencre,les tches de feutres , la peinture et les bactries ( tches les plus courantes) .Nous avons pour cela, ralis 3 petites expriences : dans la premire , nous noussommes imprgns dencre, une petite partie de la peau et nous avons laissscher. Dans la deuxime, nous nous sommes imprgns de feutre et nous avonsgalement laiss scher. Nous avons procd de la mme manire avec lapeinture dans la troisime exprience . Une fois les tches imprgnes et sches ,nous avons simplement frott avec de leau, nous avons ensuite ajout du savon(sans frottements) et enfin nous avons frott avec leau savonneuse cest diresavon+ eau. ( mme dmarche que pour la tche dhuile ralise dans lapremire partie.) Afin de voir si le savon est efficace sur les bactries nousavions eu lide de poser dans deux botes de Ptri contenant de la glose ( milieunutritif des bactries favorisant la prolifration de ces dernires) , une main salenon lave et une main lave au savon . Par faute de moyens et de matriel, nousnavons pas eu la possibilit de raliser cette exprience. (mais nous avons faitdes recherches sur internet.)Exprience n1 : ( sur lencre)Observations :-En frottant simplement avec de leau, il ne se passe rien ; la tche na subiaucun changement. Elle est toujours prsente.-En plaant le savon sur la tche, sans frotter, nous constatons galement quilny a pas eu de changement.-En frottant la tche avec de leau savonneuse, nous pouvons observer un lgerchangement : la tche est un tout petit peu moins marque mais elle est toujoursprsente. 10. Nous pouvons en conclure que le savon nest pas efficace sur lencre et quil nelave pas ce style de tcheExprience n2 : ( sur le feutre)Observations:-Nous observons exactement les mmes rsultats que pour lencre.Nous pouvons donc dire, que le savon nest pas efficace sur les tches de feutre.Exprience n3 : ( sur la peinture)Observations :-Comme les deux expriences prcdentes, le savon nagit pas sur cette tche.Il nest donc pas efficace sur la peinture.Exprience sur les bactries : Aprs avoir ralis une recherche internet, nousavons russi trouver une exprience illustrant celle que nous projetions defaire initialement. ( source :http://www.ecolewix.org.uk/20112012/gsbi/image/sciences%20GS%20bi.pdf )Observations: Photographie dune bote de Ptri, 7 jours aprs avoir plac dedans des doigts salesOn observe que de nombreuses colonies debactries se sont dveloppes dans cettebote.Photographie dune bote de Ptri 7jours aprs avoir plac dedans desdoigts rincs avec de leauOn observe quil y a pratiquement autant debactries que sur la photographie 1. Leau nadonc pas eu deffet sur elles. 11. Photographie dune bote de Ptri 7 jours aprs avoir plac dedans des doigts rincs avec de leau savonneuseOn observe que les colonies sont plusrares. Les bactries ne se sont presquepas dveloppesOn peut donc dire que le savon a eu uneffet sur les bactriesOn peut en conclure que leau na aucun effet sur les bactries. En revanche lesavon, lui, les empche de se dvelopper.Des mains laves au savon sont porteuses de moins de bactries quavant dtrelaves. ( mme si des bactries sont encore prsentes)Donc le savon nagit pas sur lencre, le feutre et la peinture mais en revanche, ilse rvle efficace sur les bactries. Nous allons voir pourquoi dans la suite duTPE.b) Pourquoi est-il efficace sur les bactries ?Nous cherchons savoir pourquoi le savon lave les bactries. Nous mettonslhypothse suivante : La paroi de la bactrie est compose de lipides ce quiexpliquerait le fait que le savon la nettoie . Nous allons tudier la structure dela bactrie. Si notre hypothse se confirme, nous devrions observer une structurelipidique de la paroi lors de notre tude.Les bactries sont des micro-organismes procaryotes unicellulaires structurescellulaires trs simples caractrises par une absence de noyau et dorganites.On utilise un microscope pour les observer. Elles sont prsentes un peu partout :dans lair, les sols, leau, la peau...Certaines sont des microbes mais dautres sonttrs utiles lhomme (par ex celles qui sont prsentes dans lintestin).On classifie les bactries en trois grandes formes : 12. . forme sphrique ou ovale : les cocci (ou coques). forme allonge ( en btonnet ) : les bacilles. forme spirale : les spiridillesLa paroi bactrienne est un lment de la structure bactrienne prsent cheztoutes les bactries : elle leur confre notamment leur forme. La Coloration deGram* est une mthode simple permettant dobtenir des informationsimportantes sur la structure biochimique de la paroi bactrienne. Deux groupesde bactries sont mis en vidence par la coloration de Gram :* les bactries Gram ngatif* les bactries Gram positif.Les bactries Gram- prennent une tente rose tandis que les bactries Gram+se colorent en violet. Les lments qui composent cette paroi sont : des sucres anims qui sont lis par une liaison osidique* pour former le peptidoglycane 4 acides amins des acides teichoques inclus dans le peptidoglycane des bactries Gram positif. les lipides sont quasiment absents chez les bactries Gram +. Il y a du lipopolysaccharide en quantit importante chez les bactries Gram (toxine qui est un composant essentiel de la paroi bactrienne)On a une molcule particulire dans celles-ci : le LPS ou LipopolySaccharides 13. qui possde une partie lipidique : le lipide A. Cette partie est hydrophobe et donclipophile.Ainsi, nous pouvons dire que les deux groupes de bactries nont pas la mmestructure de la paroi bactrienne. Celle des bactries Gram est compose de 10 20 % de lipides contre 1 2% pour les bactries Gram+ . Comme le savon laveles graisses ( les lipides) , il devrait normalement laver les bactries Gram- car cesont celles qui contiennent le plus de lipides dans leur paroi bactrienne. Doncon a ici une partie de lexplication. (notre hypothse est moiti confirme.)Mais, on pourrait se demander : et les bactries Gram+ , alors ? . Nousavons vu prcdemment que la peau produisait des lipides. Nous pouvons doncmettre comme nouvelle hypothse que ces lipides entoureraient les bactriesGram+ et favoriseraient lattraction avec les parties lipophiles du savon. Cestdonc un argument supplmentaire pour affirmer que le savon nettoie la bactrie.Il dcolle la fois le gras, prsent dans la peau, et celui prsent sur les parois desbactries.On sait aussi que le savon a des proprits bactriostatiques ( qui empche ledveloppement des bactries) et fongistatique ( qui empche le dveloppementdes champignons). 14. c) Pourquoi reste-t-il des bactries aprs un lavage au savon ?Nous avons vu sur la photographie 3 (aprs nettoyage des mains au savon) quilrestait une faible quantit de bactries mais prsente malgr tout. Celasexplique par le fait que le savon ne tue pas les bactries. En effet, il les dcolleseulement de la peau pour ensuite les jecter dans leau de rinage(contrairement aux antiseptiques et dsinfectants qui tuent les micro-organismes.) Cela est donc possible que le savon nait pas bien nettoy certaineszones de la peau et que par consquent, certaines bactries aient rsist. 15. c) Pourquoi reste-t-il des bactries aprs un lavage au savon ?Nous avons vu sur la photographie 3 (aprs nettoyage des mains au savon) quilrestait une faible quantit de bactries mais prsente malgr tout. Celasexplique par le fait que le savon ne tue pas les bactries. En effet, il les dcolleseulement de la peau pour ensuite les jecter dans leau de rinage(contrairement aux antiseptiques et dsinfectants qui tuent les micro-organismes.) Cela est donc possible que le savon nait pas bien nettoy certaineszones de la peau et que par consquent, certaines bactries aient rsist.