La structure du cheveu, du follicule à la fibre

Points clés

• Une fibre capillaire comporte jusqu'à trois couches : une cuticule externe (cellules mortes qui se chevauchent, environ 10 % du poids), un cortex central (86-90 % du poids, c'est là que se trouve la résistance) et parfois une moelle, un cœur creux ou peu compact, plus fréquent dans les fibres épaisses (Plowman 2018).
• La cuticule est la face que tes cheveux montrent au monde. Ses écailles contrôlent la brillance, les frottements, l'emmêlement et la pénétration de l'eau. Elle s'use en premier. Sur des cheveux de plus de 2,4 m, la cuticule s'est usée progressivement sur environ le premier mètre avant que le cortex ne soit touché (Thibaut 2010).
• Un acide gras, l'acide 18-méthyléicosanoïque (18-MEA), est lié à l'extérieur des cellules de la cuticule et rend la fibre hydrofuge. Le retirer rend la fibre hydrophile, et les traitements alcalins le retirent (Jones and Rivett 1997).
• Le cortex est un composite de filaments de kératine rigides dans une matrice protéique plus souple. Les réticulations de la matrice gardent les filaments rigides même mouillés (Greenberg and Fudge 2013).
• La jonction entre cuticule et cortex est un point faible. Dans des tests de contrainte sur des cheveux bouclés d'un même donneur, les fissures commençaient à cet endroit et se rejoignaient jusqu'à la rupture de la fibre, à des endroits imprévisibles (Camacho-Bragado 2015).
• La casse est généralement cumulative : le soin et les agressions de l'environnement s'additionnent sous forme de fissures internes. Une manipulation douce chaque jour compte plus qu'un produit de sauvetage.
• La structure fine interne est presque identique d'une personne à l'autre. Chez 12 personnes, dont des jumeaux, la diffraction des rayons X a trouvé les mêmes signaux de kératine et de lipides ; seuls quelques signaux lipidiques supplémentaires différaient, et ils suivaient les familles (Yang 2014).

Le follicule fabrique la fibre

Le cheveu est produit dans le bulbe du follicule et se durcit en remontant ; à son émergence, les cellules sont mortes. La forme du follicule fixe la courbure de la fibre (voir type de boucle), et le cycle de pousse est expliqué dans le cycle de pousse des cheveux. Rien de ce que tu appliques ne change ce que le follicule a déjà fabriqué. Les produits modifient seulement ce qui arrive à la fibre ensuite : les allégations de « réparation » signifient donc en réalité recouvrir, combler ou réticuler une structure figée.

Couche par couche

Les liaisons qui maintiennent la kératine

• Les liaisons hydrogène sont faibles et nombreuses. L'eau perturbe celles entre protéines, ce qui explique pourquoi une mise en forme mouillée puis séchée garde sa forme jusqu'à ce qu'elle soit de nouveau mouillée (Harland 2022).
• Les liaisons disulfure sont solides et permanentes. Les permanentes, défrisages et la décoloration agissent sur elles. Sous tension, certaines se rompent d'abord près des extrémités de protéines, et cela diffère entre fibres mouillées et sèches (étude sur la laine de mouton, pas sur des cheveux humains) (Harland 2022).

L'eau et la fibre

Les cheveux absorbent l'eau et gonflent. Dans une étude de traction sur des cheveux décolorés et non décolorés soumis à des traitements thermiques, la rigidité à l'état mouillé (module) a été jugée la meilleure mesure unique des dommages dus aux traitements chimiques et physiques (Wortmann 2022). Le calcium et le magnésium de l'eau dure s'accumulent dans la cuticule, davantage dans les cheveux chimiquement abîmés, et rigidifient la fibre. La tenue de la coiffure s'est améliorée sur les cheveux vierges mais a légèrement diminué sur les cheveux décolorés (Evans 2011) (auteurs liés à l'industrie).

Comment les cheveux vieillissent de la racine à la pointe

Sur de très longs cheveux vierges, la cuticule s'est usée sur environ le premier mètre pendant que le cortex restait intact. Plus loin, les dommages des écailles étaient importants et correspondaient à la baisse des céramides et du 18-MEA. La plupart des propriétés mécaniques et optiques se sont ensuite dégradées (Thibaut 2010) (financé par l'industrie). C'est pourquoi les pointes paraissent et se sentent moins bien que les racines, même sans dommage lié au coiffage, et pourquoi la coupe est la seule vraie solution pour les vieilles pointes.

Lipides

Une revue systématique de 2023 portant sur 59 articles a montré que la composition lipidique des cheveux varie selon le type de cheveux lié à l'origine et selon la couche, et que la perte lipidique est accélérée par la décoloration, la teinture, les permanentes, les lissages, les tensioactifs, le soleil et le vieillissement, ce qui rend les cheveux déshydratés, cassants et ternes (Csuka 2023). Des études de laboratoire sur des cheveux africains ont trouvé davantage de lipides de cuticule, plus désordonnés, et une diffusion d'eau plus rapide (Marti 2016, Oliver 2020, Barba 2022). Entre des échantillons caucasiens, asiatiques et africains, aucune différence de structure interne de la fibre n'a été trouvée, alors que la géométrie, la mécanique et le gonflement à l'eau différaient (Franbourg 2003). Plus d'informations dans cheveux selon l'origine.

Ce que cela signifie pour tes cheveux

• Type de boucle : les courbures concentrent les contraintes. Voir type de boucle et brossage et démêlage.
• Épaisseur de la mèche : les fibres épaisses ont plus de chances de contenir une moelle. Voir épaisseur de la mèche.
• Porosité : en pratique, un indicateur de dommage de la cuticule et de la couche lipidique. Voir porosité des cheveux.
• Longueur : plus les cheveux sont longs, plus ils ont été exposés. Les pointes subissent d'autant plus d'usure que les cheveux sont longs ; sur de très longs cheveux, la cuticule s'est usée progressivement sur environ le premier mètre (Thibaut 2010). Considère comme les plus usées les pointes qui ont subi décoloration, chaleur ou des années de soins.

Mythes et faits

• « Les cheveux peuvent être réparés. » En grande partie faux, car la fibre est morte. Les produits peuvent lisser, recouvrir ou ajouter des réticulations temporaires ; voir bond builders.
• « Les cheveux bouclés sont un autre type de kératine. » Non étayé à l'échelle nanométrique (Franbourg 2003, Yang 2014). La géométrie et les lipides de surface diffèrent.
• « La casse est un seul mauvais événement. » Il s'agit plus souvent de fissures internes cumulées (Camacho-Bragado 2015).

Conseils pratiques

1. Considère les pointes comme la partie la plus ancienne et la plus usée de la fibre. Attends-toi à ce qu'elles aient besoin de plus de soin et, à terme, d'une coupe.
2. Limite les contraintes mécaniques sur cheveux mouillés : démêle doucement avec de l'après-shampooing.
3. Évite de cumuler dommages chimiques et thermiques. Ils s'additionnent.
4. Méfie-toi de toute allégation de « reconstruction du cortex par l'extérieur » qui ne montre ni pénétration ni données de résistance.
5. Si les cheveux cassent près du cuir chevelu ou tombent avec un bulbe blanc, pense à la chute ou au cuir chevelu plutôt qu'à un dommage de la fibre.

En bref

Les cheveux sont de la kératine morte : protège-les, n'espère pas les réparer. La cuticule s'use en premier, la casse s'accumule, et les pointes sont toujours la partie la plus ancienne. La structure interne est très semblable d'une personne à l'autre ; ce qui diffère, c'est la forme, les lipides de surface et l'historique des traitements. Plusieurs études clés sont petites ou financées par l'industrie : considère les détails comme un bon modèle de travail plutôt que comme un fait établi.