Qu’entend-t-on par réduction d’eau en saponification à froid?

Bien que n’apparaissant pas dans la réaction de saponification, l’eau (ou tout autre liquide) est l’un des trois éléments fondamentaux de la fabrication du savon puisqu’elle permet, par dilution, la dissociation de la soude caustique en ions Na⁺ et OH^– indispensable au déclenchement du processus (« La chimie du savon »).

Si la notion de réduction d’alcali est bien comprise pour éviter tout risque de causticité lié aux incertitudes du profil réel en acides gras des huiles et graisses utilisées et de leur valeur de saponification outre à en diminuer la détergence, il n’en est pas de même quant à la « juste » quantité de liquide à utiliser. Et si l’on y ajoute le concept de « réduction d’eau en saponification à froid » qui consiste à utiliser moins de liquide que prévu d’une formulation donnée hors de son contexte historique et de sa philosophie de base, bon nombre d’interrogations affluent et déroutent d’autant plus les débutants. Pour en comprendre le fondement, un petit retour au siècle dernier s’impose…

Jetée aux oubliettes par la production industrielle sans cesse croissante et surtout suite à l’apparition sur le marché des tensioactifs de synthèse, la tradition du bon vieux savon artisanal refait surface aux Etats-Unis sous la mouvance des mouvements écologiques dans le courant des années 1980 auprès de grands nostalgiques soucieux de perpétuer le savoir faire d’antan.

Il va sans dire que le bagage scientifique et les répercussions de la quantité de liquide nécessaire à la dissolution de la soude caustique sur tout le processus de saponification était de toute évidence bien loin de ce qu’on en sait aujourd’hui. En analysant des formulations issues de livres parus outre-atlantique fin du siècle dernier, il apparait que la référence prise en compte pour le calcul soit la plupart du temps de 38% du poids total des corps gras. Analysée et relayée par Kevin M. Dunn dans son article, « The Water Discount », paru en 2008 dans « The Journal of the Handcrafted Soapmakers Guild », la concentration de lessive de soude se situait au environ 27%.

La démocratisation de l’usage d’internet en cette fin de XX^ème siècle est un véritable booster de la diffusion du savoir et des échanges entre ces passionnés de savons artisanaux s’organisent. Limités dans un premier temps à l’Amérique du nord, ils se propagent très vite à d’autres pays de langue anglo-saxonne et arrivent en Europe par le biais du Royaume-Uni. C’est grâce à ces pionniers qu’apparaissent les bases de la saponification à froid et que surgissent les premières interrogations quant à la quantité de liquide de dissolution à utiliser.

Fin des années 1990, des savonniers téméraires imaginent de réduire la quantité d’eau de dissolution de la soude caustique suivant un modèle qui n’a en fait ni queue ni tête. L’idée est d’appliquer une réduction en pourcentage sur la quantité d’eau toujours calculée sur le poids total des corps gras sans se poser de questions sur la validité ni l’adaptabilité de cette technique quelle qu’en soit la formulation. En somme, des calculs d’une incohérence totale sans grande démarche scientifique que Kenna Cote développe dans son article « How to better understand water discounts when you make soap »…

Néanmoins, un savonnier canadien sort du lot. JD. Anderson propose d’effectuer le calcul de liquide non plus sur base du poids total des corps gras mais bien en prenant pour référence la soude caustique suivant la formule: (quantité de NaOH x 2) + 2. Pour la première fois, un ordre de grandeur entre la quantité d’eau et la soude caustique s’établit soit un rapport eau/alcali, prémices de la notion de concentration de la lessive de soude (en appliquant la formule, elle est au environ de 33%). Emporté malheureusement trop tôt par une grave maladie, il n’aura pas assez de temps pour expliciter la démarche de son concept mais largement partagée dans la communauté savonnesque de l’époque sur de nombreuses listes d’envoi, sa formule de calcul fut source de réflexion et d’expérimentations.

Forte de ses enseignements, c’est à Marina Tadiello, militante mondiale de premier ordre de la fabrication artisanale de savon, que l’on doit la description de la méthode qu’elle nomme, « Discounted Water Cold Process » (en abrégé: DWCP) traduit en français par « réduction d’eau en saponification à froid », rebaptisée « RESAF » en abrégé depuis peu et présentée comme une nouvelle méthode de calcul. Son site internet, « AcquaSapone », a fermé ses portes mais son contenu est fort heureusement toujours disponible dans les archives web (2004). Par facilité d’accès, le texte fondateur expliquant le concept, le mode de calcul, les précautions d’usage et mises en garde ainsi que sa traduction en français sont accessibles en format PDF via le fichier ci-joint:

Même s’il apparait que la seule et unique méthode de calcul cohérente pour déterminer la quantité de liquide nécessaire à la dissolution de la soude caustique permettant ainsi la maîtrise du processus de saponification est de prendre pour référence la place qu’elle occupe dans la solution autrement dit sa concentration et non pas le poids total des corps gras de la formulation, cette option était loin d’être disponible sur les tous premiers calculateurs en ligne de ce début de siècle.

Alors que MMS The Sage, un peu plus téméraire semble-t-il, se hasardait à proposer également l’option « concentration de lessive de soude », SoapCalc affichait clairement un calcul se référant uniquement au poids total des corps gras avec une valeur définie par défaut sur 38% qu’il était néanmoins possible de modifier. Il faudra attendre la version de 2006 pour que l’offre de choix s’étouffe et que l’on voit apparaître le ratio eau/alcali et la notion de concentration qui pourtant n’attira pas les foules, puisque lors de mes débuts en saponification en 2011, le mode de calcul plébiscité par la majorité se basait encore et toujours sur le poids total des corps gras… Comme quoi, les traditions ont la vie dure et contribuent encore aujourd’hui à véhiculer des concepts dépassés…

Ce petit détour historique des calculateurs serait incomplet si l’on omettait de citer Mendrulandia. Apparu d’après les archives web vers 2009, il se démarqua d’emblée de ces cousins anglo-saxons en prenant pour base de calcul unique, même si par défaut elle était définie sur 28%, la concentration de la lessive de soude tout en expliquant déjà que le choix de la concentration « idéale » découlait simplement du type de corps gras utilisés et faisait donc référence à la composition globale en acides gras de la formulation.

… Et c’est dans ce contexte « d’arrosage excessif » que la notion de réduction d’eau ayant pour objectif premier le raccourcissement du temps de cure se développe. Particulièrement intéressante en terme de rentabilité pour les professionnels de la savonnerie artisanale, Marina Tadiello a l’idée de génie de prendre pour base de calcul la concentration de la lessive de soude et établit des critères et conditions d’adaptation régis par les différents éléments et facteurs influençant le processus de saponification. Autant dire que l’on ne fait pas n’importe quoi, n’importe comment et comme Marina le stipule en préambule: « Cette méthode nécessite une compréhension adéquate des bases de la fabrication du savon selon le procédé à froid. Par conséquent, elle s’adresse davantage aux savonniers ayant plusieurs lots de savons à leur actif ».

Sur base du modèle standard de calcul de l’époque s’en référant aux 38% du poids total des corps gras, Marina Tadiello définit la notion de « sans réduction » à une concentration d’environ 27% probablement à l’origine de l’expression « Full Water » (pleine eau) par les « grammairiens » de la saponification qui s’opposent ainsi aux adeptes un peu fou de la réduction d’eau… Mais aujourd’hui, quel sens peut-on encore lui donner?…

Kevin M. Dunn, auteur du livre « Scientific Soapmaking » paru en 2010 et de nombreux articles relatant ses expérimentations et réflexions (« Bibliographie ») avec sa rigueur et son oeil de chimiste a largement contribué à la compréhension du processus de saponification et a clairement démontré que les trois éléments fondamentaux de la fabrication du savon, les corps gras, la soude caustique et … l’eau, sont indissociables l’un de l’autre. Et si l’on conjugue tout cela à d’importants facteurs clés tels que la température de travail et les multiples catalyseurs potentiels, il devient impossible de définir « la juste concentration idéale universelle » et donc la frontière entre le « sans réduction » et le « avec réduction » sans tenir compte du processus de saponification dans sa globalité… Ne devrait-on pas plutôt parler d’adaptation de la concentration de la lessive de soude en fonction de…?…

Loin de vouloir ajouter du feu aux poudres, Clara Lindberg, savonnière sud-africaine, va encore plus loin dans la réflexion en prenant pour référence la concentration maximale de lessive de soude pouvant être utilisée (50% ou ratio eau/alcali : 1:1): « la réduction d’eau est un terme inapproprié, car nous ne pouvons pas réduire l’eau du rapport eau/alcali nécessaire de 1:1. Toute quantité d’eau supérieure à un rapport eau/alcali de 1:1 est en fait un excédent ».

Lye Calculation Using a Saponification Chart – Tutorial

Si indéniablement, une lessive de soude plus concentrée a pour avantage, outre à réduire quelque peu le temps de cure, d’éviter la cendre de soude, les rivières de glycérine et permettre un démoulage plus rapide, elle accélère la survenue de la trace (« Maîtriser la trace ») et finit par devenir un inconvénient majeur d’autant plus aggravé par la présence de catalyseurs qui sont bien sûr à éviter tant comme ajouts que comme liquide de substitution de l’eau, d’autant plus qu’en volume réduit, leur viscosité risque de compromettre la parfaite dissolution de la soude caustique.

L’augmentation de la concentration de la lessive de soude, limitée toutefois à 45% par mesure sécuritaire, se prête donc particulièrement bien aux formulations majoritairement composées d’huile d’olive ou tout autre haute oléique (hormis celle de grignons d’olive avec un maximum recommandé de 35%), réputée pour son long temps de traçage. Le savon de Castille (100% olive) en est le parfait exemple. Inutile de préciser que la technique n’est pas recommandée lors de l’expérimentation de nouveaux ingrédients, si la proportion d’acides gras saturés de la formulation avoisine les 35-40% ou encore si vous envisagez une quelconque technique de marbrage un tant soit peu complexe.

Et puisqu’il n’y a pas de fumée sans feu, l’augmentation de la concentration de la lessive de soude aura de plus des répercussions sur la température de passage en phase de gel ( « L’énigmatique phase de gel »). En tenant compte de la diminution plus ou moins importante de liquide, des corps gras utilisés ainsi que de la température initiale de travail, elle risque fort au mieux de ne pas être atteinte comme l’illustre la célèbre technique du « Ghost swirl soap » de Clara Lindberg, au pire d’être à l’origine d’un indésirable gel partiel.

The Ghost Swirl

Enfin, bien que l’on ne puisse pas parler proprement dit de réduction, une application intéressante en découle. Appelée « Milk in oil method » (procédé du lait dans l’huile), elle permet d’ajouter de nombreux « liquides » (et pas que du lait) sans passer par la case congélation et évite ainsi de les soumettre au contact direct de la soude caustique lors de sa dissolution. le principe est simple, on prépare une lessive de soude à une concentration maximale de 50%. Le liquide restant est substitué et directement ajouté aux corps gras.

The Classic Oatmeal, Goat’s Milk and Honey Cold Process Soap – Milk in Oil Method

Le mot de la fin… Si vous débutez en saponification, n’êtes pas parfaitement à l’aise avec la dissolution de la soude caustique ou si vous n’avez pas encore acquis une maîtrise suffisante, limitez vous aux concentrations d’usage recommandées de 30-33%. Cela dit, quand on n’est pas un professionnel de la savonnerie, attendre une ou deux semaines de plus ne nous ruinera assurément pas la vie et sachant que ces concentrations sont parfaitement adaptées à la réalisation des marbrages les plus fous, il y a tout lieu de relativiser « cette fameuse réduction d’eau » puisque la motivation qui nous anime est bien celle de créer tout en s’amusant…

En attendant de vous retrouver pour d’autres aventures savonnesques, bullez bien… Soyez prudents et prenez soin de vous…

Archives web:

AquaSapone: https://web.archive.org/web/20051018215230/http://www.aquasapone.com.au/recipes/index.html

Mendrulandia: https://web.archive.org/web/20111007005107/http://calc.mendrulandia.es/

MMS The Sage: https://web.archive.org/web/20020202224840/http://www.thesage.com/calcs/lyecalc2.php

SoapCalc: https://web.archive.org/web/sitemap/soapcalc.com

Summer Bee Meadow: https://web.archive.org/web/20020721175614/http://www.summerbeemeadow.com:80/

Bibliographie:

Susan Miller Cavith, « The Soapmaker’s Companion », Story Publishing, 1997

Kevin M. Dunn, « Scientific Soapmaking », Clavicule Press, 2010

Patricia Garzena – Marina Tadiello, « Il sapone fatto in casa for dummies », Ulrico Hoepli Editore, 2015

Alicia Grosso, « The everything Soapmaking Book », Adams Media, 2007

Anne L. Watson, « Smart Soapmaking », Shepard Publications, 2007

Amanda Aaron, « The classic oatmeal, goat’s milk and honey cold process – Milk in oil method », Lovin’Soap Studio, 2013

Kenna Cote, « How to better understand water discounts when you make soap », Modern Soapmaking

Kevin M. Dunn, « The water discount », The Journal of the Handcrafted Soapmakers Guild, 2008

Anne-Marie Faiola, « Water discounting cold process soap: how & why », Soap Queen, 2015

Clara Lindberg, « Lye calculation using a saponification chart », Auntie Clara’s, 2018

Clara Lindberg, « The ghost swirl », Auntie Clara’s, 2015

Mes élixirs, « Technique de réduction d’eau et ITMHP », 2006

DeeAnna Weed, « Full water and other drippy myths », Classic Bells