Les cheveux humains doivent leur incroyable résistance à leur structure déformable. © Tamara Bellis, Unsplash, CC0

Sciences

Pourquoi nos cheveux sont-ils si résistants ?

Question/RéponseClassé sous :physique , Cheveux , résistance des cheveux

Pourquoi nos cheveux sont-ils si résistants ? La question intéresse les fabricants de shampoing, mais aussi les chercheurs en sciences des matériaux. En effet, comprendre pourquoi nos cheveux sont si résistants pourrait permettre, par biomimétisme, de concevoir de nouveaux matériaux synthétiques.

Notre chevelure serait capable de soulever jusqu'à 10 tonnes avant de casser. Une résistance incroyable qui lui viendrait de sa structure à base de kératine, une protéine fibreuse qui forme les écailles de nos cheveux.

Composition d'un cheveu

Toutefois, les choses sont en fait un peu plus compliquées qu'elles n'y paraissent. Le cheveu se compose plutôt de deux types de structures :

  • un cortex constitué de fibrilles parallèles ;
  • une matrice organisée de manière aléatoire.

C'est bien la subtile combinaison de ces deux types de structures qui donne au cheveu sa capacité à résister à des tensions élevées.

La structure du cheveu se transforme

À l'échelle nanométrique, on s'aperçoit que la structure des cheveux change lorsqu'ils sont soumis à épreuve. Les fibrilles du cortex sont composées de milliers de chaînes molécules en forme de spirales. On les appelle des « chaînes d'hélice alpha ». Elles se déforment lorsque les cheveux sont sollicités, adoptant alors une structure en feuillet plissé connu sous le nom de « feuillet bêta ». Cette modification profonde dans la structure du cheveu lui assure sa résistance.

Par ailleurs, les conditions extérieures auraient leur rôle à jouer, sur la résistance de la matrice cette fois. Celle-ci est par exemple sensible à la vitesse d'étirement. Plus un cheveu est étiré rapidement, plus il est résistant. Quant à l'humidité, elle pénètre la matrice et rompt les liaisons soufrées reliant les filaments d'une mèche de cheveux. Ainsi, les cheveux peuvent supporter une déformation de 70 à 80 % avant rupture lorsque les taux d’humidité ambiante sont importants. Enfin, au-delà de 60 °C, les cheveux se brisent plus rapidement.

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