Un produit de protection solaire, communément appelé crème solaire, est un produit cosmétique utilisé dans le but de réduire l'exposition de la peau au rayonnement ultraviolet du soleil. Il constitue à ce titre un moyen de photoprotection externe passive, fonctionnant comme un filtre ultraviolet. Ce type de produit est à utiliser en complément des autres méthodes existantes.

vignette|Publicité anglaise pour une crème solaire dans les années 1930. Historique La mention de produits destinés à protéger des rayons du soleil est retrouvée dans des papyrus datant de l'Égypte antique..

Avec la découverte du rôle du rayonnement solaire dans les brûlures de la peau en 1820 par Everard Home, diverses substances sont étudiées pour leur capacité à absorber les radiations. Le sulfate de quinine acidifié a été la première substance à être utilisée pour réduire les effets des coups de soleil induits par les UVB sur la peau.. La combinaison de cette substance dans des lotions est réalisée en 1891 par l'allemand Friedrich Hammer, créant ainsi le premier écran solaire chimique de l'histoire..

C'est en 1928 que deux scientifiques allemands, Hausser et Vahle, créent les premiers écrans solaires disponibles dans le commerce contenant du silicate de benzyle et du cinnamate de benzyle qui absorbaient très bien les UVB. Bien que l'on trouve des traces des premières crèmes solaires commercialisées dès 1933, c'est en France avec l'acide para-aminobenzoïque (PABA) qu'Eugène Schueller, fondateur de L'Oréal, commercialise la première protection solaire qui connait un grand succès, Ambre solaire, en 1936, année des premiers congés payés ., (lire en ligne , consulté le 31 juillet 2015)., (lire en ligne , consulté le 31 juillet 2015). (commercialisée cette année-là, cette crème avait cependant été testée l'année précédente, Eugène Schueller ayant demandé à ses chimistes de trouver une protection adéquate lorsqu'il sortait sur son voilier le long des côtes bretonnes, à Paimpol)Jean-Marc Gonin, « Quand Cannes marche à l'ambre », Le Figaro Magazine, semaine du 24 juillet 2015, page 87.. En 1927, le couturier Jean Patou avait déjà lancé un produit solaire, l’Huile de Chaldée, mais qui agissait plus comme parfum que comme protecteurGuillaume Crouzet, « La crème qui mérite sa place au soleil », in Le Figaro Magazine, semaine du 2 août 2013, pages 76-77.. Quelques années plus tard, en 1957., ce sont les laboratoires RoC qui créent le premier écran solaire à très haute protection (IP 50+).

Avec la popularité croissante des écrans solaires à base de PABA, des méthodes de test étaient nécessaires pour déterminer le facteur de protection des écrans solaires. C'est ce qu'a proposé Rudolf Schulze, un physicien allemand spécialisé dans les radiations, en 1956, puis Franz Greiter, un chimiste autrichien. qui a inventé le terme SPF, adopté en 1978 par la Food and Drug Administration (FDA) et reconnu internationalement comme la méthode de mesure de la protection contre le soleil.

Cependant, en 1956, les dermatologues ont commencé à voir des patients souffrant d'allergie au PABA, ce qui a conduit à son retrait progressif en 1965.

Composition

Généralités Une protection solaire efficace doit bloquer aussi bien les rayons UVA que des rayons UVB : les UVB (et dans une moindre mesure les UVA) peuvent causer le coup de soleil, les UVA provoquent un vieillissement prématuré de la peau, les UVA et surtout les UVB causent des cancers de la peau.

Les effets de la lumière visible et des rayons infrarouges sont habituellement sous-estimés, pourtant de récentes études semblent indiquer qu'ils ont également des effets significatifs qui nécessitent d'être mieux connus. Une protection solaire complète devrait donc potentiellement prendre en compte ces types de rayonnements.

Un produit solaire est composé de filtres ultraviolets dans une base qui peut être une huile ou plus fréquemment une émulsion (crème ou lotion). Une émulsion aqueuse permet d'appliquer une plus grande épaisseur de produit sur la peau et n'est pas grasse au toucher.

La crème solaire contient généralement d'autres ingrédients : conservateurs, agents pour stabiliser l'émulsion, anti-radicaux libres (vitamine E ou vitamine C par exemple), épaississants, agents hydratants… La formulation tient compte du fait que le produit doit adhérer à la peau, et résister à l'eau.

Les deux familles de filtres ultraviolets

Il existe deux types de filtres ultraviolets, les filtres minéraux (ou inorganiques) et les filtres organiques. Tous les produits solaires contiennent des filtres organiques ou des filtres minéraux ou les deux. Dans l’Union européenne, ces filtres sont règlementés selon l’annexe VI du règlement (CE) /2009 du Parlement européen et du Conseil du . Ces filtres sont au nombre de 27 et divisés en deux catégories :

Les filtres minéraux, à base de dioxyde de titane (TiO2) ou d'oxyde de zinc (ZnO). Les filtres organiques, à base de molécules organiques L'action des filtres minéraux repose faiblement sur l’absorption de la lumière mais surtout sur la diffusion de ses rayons. Ils existent sous forme pigmentaire, et laissent dans ce cas un film blanc sur la peau, ou sous forme nanoparticulaire (<). Le TiO2 est également sensible à la photodégradation, il est donc nécessaire qu’il soit enrobé afin d’éviter toute réaction photocatalytique. En plus de prévenir cette dégradation l’enrobage du TiO2 va permettre de le rendre dispersible dans le milieu d’addition : enrobage d’alumine pour dispersion aqueuse, de triméthoxycaprylylsilane pour une dispersion dans des silicones. Les particules de titane sont moins efficaces que celle de zinc contre les UV-A (longs). Certaines de ces nanoparticules de titane (anatases) ont aussi l'inconvénient de réagir à la lumière (photodégradation) en créant des radicaux libres. Au contraire, les particules « rutile » de dioxyde de titane sont stables, mais il est difficile de faire la différence de structure des deux cristaux sans une mesure aux rayons X).. Néanmoins, la règlementation européenne requiert des fabricants que le dioxyde de titane incorporé dans les crèmes solaires se trouve sous forme rutile, ou en mélange rutile avec jusqu’à 5 % d’anatase. Étant donné que le caractère photoinstable d'un filtre UV augmente la difficulté de valider les tests d'efficacité, il n'est pas dans l'intérêt des fabricants d'avoir une proportion élevée de dioxyde de titane sous forme anatase. Les mêmes stratégies formulatoires sont applicables au ZnO. Il est aussi possible de retrouver dans ces produits, d'autres composés minéraux (non reconnus comme des filtres UV) comme le talc ou le kaolin.

Les filtres organiques, offrent une protection solaire en absorbant le rayonnement UV grâce à des groupements chromophores constitués de systèmes π conjugués. Lorsque ces molécules absorbent la lumière incidente, elles passent dans un état excité avant d’émettre de l’énergie sous forme de chaleur ou de fluorescence pour retourner à leur état fondamental. Ces filtres organiques se caractérisent par une longueur d’onde d’absorption maximale qui permet de les catégoriser en filtre UVA, UVB ou à champ large (UVA et UVB). C’est pourquoi pour obtenir un spectre d’action le plus large possible et une protection efficace il est nécessaire de combiner des filtres UVA et des filtres UVB. Cependant certains de ces filtres peuvent ne pas être photostables, lors de l’absorption d’UV ils peuvent simplement se dégrader. L’avobenzone et l’octinoxate sont les deux filtres qui subissent principalement une photodégradation ; associés, ils réduisent encore plus leur photostabilité. Pour pallier ce phénomène d’autres filtres UV doivent être introduits pour assurer une meilleure photostabilité tels que le bis-ethylhexyloxyphenol methoxyphenyl triazine ou l’octocrylène.

Utilisation L'application d'un produit d'indice de protection suffisant est recommandé en cas d'exposition solaire, lorsqu'elle est inévitable. L'application est à renouveler régulièrement, si l'exposition persiste. Pour obtenir la protection correspondant à l'indice de protection du produit solaire, il faut appliquer de produit solaire par cm² de peau. L'effet de la crème diminue avec l'intensité du rayonnement et d'autres facteurs comme les frottements ou l'humidité (eau, sueur).

Les fabricants commercialisent aussi des crèmes de jour et des fonds de teint contenant des filtres UV. On en trouve également dans des baumes à lèvres et des produits capillaires.

Efficacité Les indices de protection permettent au consommateur de choisir un produit solaire adapté en fonction de son type de peau, de son exposition et des conditions météorologiques (plage, montagne, soin quotidien...). Il est important de noter que les autobronzants, le monoï classique et les huiles « bronzantes » ne fournissent pas de protection solaire dans le cas où elle n'est pas clairement revendiquée.

Facteur de protection solaire Le facteur de protection solaire (FPS) d'une crème solaire est une mesure de son efficacité. Il indique le pouvoir protecteur d'un produit contre les coups de soleil. Il concerne donc principalement la protection anti-UVB. Le FPS est parfois noté SPF pour .

Le FPS a la même signification dans tous les pays. Il est déterminé par des tests standardisés. Le texte publié par la Commission européenne RECOMMANDATION DE LA COMMISSION du 22 septembre 2006 relative aux produits de protection solaire et aux allégations des fabricants quant à leur efficacité stipule : Cette recommandation s'appuie sur le texte accessible auprès du Colipa.. Lors de ces tests, on applique une quantité de produit solaire de par cm² sur une partie du dos de volontaires qui sont ensuite soumis à différentes doses d'UV. 24 heures après, on compare la réaction de la peau avec et sans protection solaire. On en déduit la Dose Érythémale Minimale (DEM), qui est la plus faible dose d'ultraviolet provoquant une rougeur de la peau. L'indice de protection est le rapport entre la DEM sur une zone de peau recouverte de crème solaire et la DEM sur une zone non protégée. Le FPS est ainsi le rapport entre la dose d'UV nécessaire pour obtenir un coup de soleil avec et sans la crème solaire.

Ainsi, au laboratoire sous une source qui émet un rayonnement constant dans le temps et pour une crème si une personne a un coup de soleil au bout de dix minutes sans protection, un FPS 15 signifie qu'il faudra 150 minutes (soit 2h30) pour obtenir le même coup de soleil avec ce produit solaire. Donc plus l'indice est élevé, meilleure est la protection, contre le coup de soleil. Mais il ne faut pas perdre de vue que toutes les personnes ne sont pas égales au regard des risques, il existe six phototypes. Les peaux claires ont besoin d'une protection plus élevée contre les UV que les peaux mates.

La protection contre les UV érythémaux (c'est-à-dire la proportion de rayons non filtrés) n'est pas directement proportionnelle à la valeur du FPS, c'est-à-dire que de doubler le FPS ne double pas la protection : Un FPS 2 laisse passer 50 % des UV érythémateux Un FPS 15 arrête 93 % des UV érythémateux (il laisse passer 1/15 soit 7 % des UV érythémaux) Un FPS 20 arrête 95 % des UV érythémateux, c'est-à-dire qu'il en laisse passer 5 %, soit effectivement 10 fois moins qu'un IP 2

Un FPS 30 arrête 97 % des UV érythémateux Un FPS 50 arrête 98 % des UV érythémateux

Facteur de Protection UVA Le facteur de Protection UVA protection FP-UVA peut-être évalué par 2 méthodes normées :

- La norme ISO 24442:2022 définie une méthode d'évaluation in vivo qui permet de déterminer le FP-UVA de manière analogue à la méthode d'évaluation in vivo du FPS d'un produit solaire. La réponse obtenue est la pigmentation persistante (PPD : Persistent Pigment Darkening).

- La norme ISO 24443:2021 est la méthode d'évaluation in vitro qui repose sur la mesure de l'absorption dans le spectre UV par la crème solaire.