Que cache la liste des ingrédients des produits cosmétiques?

INTRODUCTION

Les lacs en Suisse fournissent une part non négligeable de l’eau à de grandes agglomérations. Ainsi l’eau potable de la ville de Zurich et de 67 communes environnantes provient essentiellement du lac de Zurich (70%) [1]. Le lac Léman constitue également une source majeure d’eau potable, après traitement, pour les villes de Lausanne (55%), de Genève (90%) et leurs communes limitrophes [2, 3]. Il est donc primordial, pour les distributeurs d’eau de ces différentes villes, de connaître la qualité de leurs eaux de surface de manière à déterminer les traitements les plus appropriés pour fournir une eau potable irréprochable pour le consommateur. Une source de pollution fréquente de ces lacs est constituée par les rejets des eaux des stations d’épuration. En effet, comme la plupart des stations d’épuration ne sont pas équipées pour le traitement des micropolluants, des concentrations de ces substances peuvent être détectées dans l’environnement aquatique. La présence de ces micropolluants dans les eaux de surface et dans l’eau potable est un sujet de préoccupation et d’investigation important pour les différents fournisseurs d’eau en Suisse car ces substances peuvent présenter un risque pour la santé humaine et/ou pour l’environnement.
Les nouveaux développements analytiques ont permis ces dernières années de chercher et de détecter de multiples substances chimiques dans les eaux. Cependant, ces programmes de monitoring se sont principalement focalisés sur les pesticides et les médicaments (par exemple, le programme d’Observation nationale des eaux souterraines NAQUA, les études de la Commission Internationale pour la Protection des Eaux du Léman (CIPEL), les analyses menées par les différents services cantonaux ou municipaux suisses). La division «Contrôle de l’eau» du Service de l’eau de la ville de Lausanne procède ainsi à l’analyse de 280 substances chimiques dont 115 pesticides et médicaments. Or, ces groupes ne contiennent qu’une petite partie des substances chimiques quotidiennement utilisées en Suisse. En effet, si environ 400 pesticides sont homologués en Suisse, ce ne sont pas moins de 6000 substances cosmétiques qui sont autorisées en Europe [4].
Très peu de substances provenant de ces produits cosmétiques sont analysées actuellement dans les eaux de surface et dans l’eau potable. Or, des études sur les effets de certaines de ces substances cosmétiques ont démontré la nécessité de les surveiller dans les eaux. P. ex., certains parabènes, utilisés dans les gels douche et les shampooings comme conservateurs, ont suscité la polémique au début des années 2000 après qu’une étude a suggéré la possibilité d’une activité œstrogénique de ces substances dans des tissus mammaires, ayant pour conséquence une induction des cancers du sein [5]. Des effets œstrogéniques ont également été mis en évidence sur des organismes aquatiques [6]. Suite à ces différentes études, en 2014, la Commission européenne a décidé d’interdire l’utilisation de l’isopropylparabène, de l’isobutylparabène, du phenylparabène, du benzylparabène et du pentylparabène dans les produits cosmétiques [7].
Si certains conservateurs (parabènes [8], isothiazolinones [9]) et certains filtres UV [10]) sont déjà inclus dans des monitorings, il n’existe pas à notre connaissance de liste prioritaire de substances issues des produits cosmétiques à surveiller dans les eaux. Le Service de l’eau a donc décidé de lancer une campagne d’investigation de substances provenant des produits cosmétiques qui pourraient se trouver sous forme de trace dans les différents types d’eau (eaux usées, eaux de surface, eau potable).
Dans ce contexte, nous avons développé et appliqué une évaluation systématique, appelée aussi méthode de «screening», pour mettre en évidence les substances cosmétiques à surveiller dans l’environnement pour les différents distributeurs d’eau potable au sein de la SSIGE. Par le passé, nous avons déjà procédé à de telles études pour les pesticides (base de données développée par P.- J. Copin pour le Service de l’eau) et pour les médicaments [11], ce qui a entraîné le développement de méthodes analytiques dédiées à ces substances. Les méthodes de «screening» permettent de mettre en évidence les substances problématiques pour la santé humaine et/ou l’environnement en se basant sur des analyses du devenir, de la toxicité et de l’écotoxicité des substances chimiques. Etant donné le nombre important de cosmétiques vendus dans le commerce, les gels douche et les shampooings ont été principalement ciblés dans cette étude.

DESCRIPTION DES PRODUITS COSMÉTIQUES

Les produits cosmétiques sont définis par l’Union européenne comme «toute substance ou tout mélange destiné à être mis en contact avec les parties superficielles du corps humain (épiderme, systèmes pileux et capillaire, ongles, lèvres et organes génitaux externes) ou avec les dents et les muqueuses buccales en vue, exclusivement ou principalement, de les nettoyer, de les parfumer, d’en modifier l’aspect, de les protéger, de les maintenir en bon état ou de corriger les odeurs corporelles» [12]. La définition des produits cosmétiques pour la Suisse est identique à celle de l’Union européenne. Elle est définie dans l’Ordonnance sur les denrées alimentaires et les objets usuels du 16 décembre 2016 [13].
Les différents ingrédients qui composent les produits cosmétiques doivent être inscrits sur le produit en question pour informer le consommateur. La liste de ces ingrédients se nomme la déclaration INCI (International Nomenclature of Cosmetic Ingredients). Les règles pour la composition d’un produit cosmétique sont:– Les ingrédients de la liste INCI d’un produit sont classés selon leurs concentrations, en commençant par les concentrations les plus élevées. Ce sont donc les premiers ingrédients qui constituent la plus grande partie du produit. En-dessous de 1% en concentration, les substances peuvent être classées dans le désordre [14, 15].

– Les colorants sont notés à la fin de la liste avec l’abbréviation CI (Color Index) suivie d’un nombre à 5 chiffres correspondant au numéro d’indexation des couleurs [14].
– Les fabricants ne sont pas tenus de préciser les substances odorantes et, généralement, ils regroupent ces substances sous le terme «parfum» [14]. Cependant, 26 composants de parfum (molécules aromatiques) doivent être mentionnés dans la liste INCI lorsque leur concentration est supérieure à:
  – 0,001% dans les produits sans rinçage (par exemple, les crèmes)
  – 0,01% dans les produits à rincer (par exemple, les gels douches et les shampooings)
car ils sont considérés comme allergènes pour l’être humain [15].

Les ingrédients composant les produits cosmétiques sont connus grâce à la liste INCI mais les quantités exactes présentes dans les produits restent secrètes. Chaque fabricant possède sa propre «recette». En règle générale, l’eau est souvent l’ingrédient principal des gels douche et des shampooings (plus de 70%). Il est donc toujours en première position de la liste INCI. Ils sont composés ensuite de tensioactifs de base et de co-tensioactifs représentant jusqu’à 20% du produit. 5% sont des ajuvants (substances ajoutées à un produit pour améliorer ses propriétés) et des gélifiants. Finalement, les parfums, les colorants, les conservateurs et les principes actifs (agents hydratants, plantes comme par exemple la feuille d’Aloe vera, algues et vitamines) ne concernent que 0,5 à 3% malgré les nombreux ingrédients susceptibles de se trouver dans ces catégories [14].

MÉTHODE POUR OBTENIR LA LISTE DES SUBSTANCES PRIORITAIRES

La méthode de «screening» des substances cosmétiques est présentée dans la figure 1.

Composition INCI

La première étape de la méthode (fig. 1: point 1) consiste à obtenir la composition INCI des gels douches et des shampooings les plus consommés en Suisse. Pour cela, nous avons travaillé en collaboration avec la Fédération romande des consommateurs (FRC). La FRC a publié en 2017 un dossier sur les gels douche vendus dans le commerce et dont les fabricants vantent la présence d’ingrédients «naturels» [16]. La FRC a pris en photo dans les magasins Coop, Migros, Manor, Aldi, Yves Rocher et sur un site internet spécialisé (green-shop.ch) la liste des ingrédients de 350 gels douche. Les photos des ingrédients de ces gels douche nous ont été transmises par la FRC. Parallèlement, nous avons également photographié les compositions INCI de différents gels douche et shampooings dans les magasins Coop, Migros, Manor et parfois dans des pharmacies. Les compositions des gels douche et des shampooings ont été répertoriées dans des tableaux distincts.

Occurrence des sustances

Dans cette étape (fig. 1: point 2), nous avons réuni dans 2 tableaux distincts les compositions de tous les gels douche, et respectivement de tous les shampooings. Nous avons par la suite isolé chacun des ingrédients qui apparaît au moins une fois dans la composition soit d’un gel douche, soit d’un shampooing. Pour les shampooings, seules les compositions des shampooings dits «classique» ont été retenues. Les compositions des shampooings dits «anti-pelliculaires», «pour cheveux fins», «pour cheveux gras», «pour cheveux colorés», etc. n’ont pas été prises en compte pour établir la liste prioritaire. Les ingrédients présents dans plus de 8%, et respectivement 12% des gels douche et des shampooings «classiques» sont retenus pour être étudiés par la suite (devenir, toxicité et écotoxicité). Un premier tri des substances est ainsi effectué (prélistes).

Information générales des substances

Pour chaque substance des prélistes, certaines données de description de la molécule et certaines données physico-chimiques sont relevées (fig. 1: point 3). Ainsi le ou les numéros CAS de la substance, la formule et la structure moléculaires, la masse moléculaire, la fonction de la substance dans le produit cosmétique, l’origine (synthétique, végétale, animale), les restrictions au niveau des concentrations dans les produits cosmétiques, les quantités fabriquées et ou importées dans l’Espace économique européen sont détaillés quand l’information est disponible. La solubilité de la substance dans l’eau est également recherchée.

Determination des critères pour sélectionner les substances

Quatre critères ont été retenus pour intégrer une substance dans la liste prioritaire des substances à analyser (fig. 1: point 3):

1. La bioaccumulation

C’est la capacité d’une substance chimique à s’accumuler dans les organismes, notamment dans les graisses [4]. Pour évaluer le danger lié aux processus de bioaccumulation, l’indicateur Kow a été développé. Il s’agit du coefficient de partage octanol/eau. Pour le calculer, on injecte une substance dans une éprouvette contenant de l’eau et de l’octanol. Si la substance se retrouve majoritairement dans l’eau, on en déduit que la substance n’a pas tendance à se stocker dans les graisses et que par conséquent elle n’est pas bioaccumulable. Dans le cas contraire, c’est-à-dire si la substance a une affinité pour l’octanol et donc s’accumule dans les graisses, il y a un risque de bioaccumulation [4]. Si le log Kow est supérieur à 3, la substance est susceptible à la bioaccumulation. Si une substance est bioaccumulable, il y a un risque par la suite de bioamplification, c’est-à-dire une accumulation de la substance dans la chaîne alimentaire jusqu’à une hypothétique contamination de l’homme.

2. La persistance dans le milieu aquatique

Les substances peuvent se dégrader dans les eaux soit par hydrolyse, soit par photolyse, soit par biodégradation. L’hydrolyse est la dégradation d’une substance dans l’eau grâce aux ions H₃O⁺ et HO^- provenant de la dissociation d’une molécule d’eau [4]. La photolyse est la dégradation d’une molécule sous l’influence de la lumière, par exemple les rayons du soleil [17]. Finalement, la biodégradation est la dégradation par des microorganismes, tels les bactéries ou les champignons, d’une substance [4].
Généralement, dans les milieux aquatiques, les processus les plus importants intervenant dans la dégradation des produits chimiques sont la biodégradation ou une combinaison d’hydrolyse et de biodégradation. La photolyse est limitée dans l’environnement aquatique car les possibilités d’exposition à la lumière solaire sont faibles (exposition uniquement dans les premiers centimètres de la couche située à la surface de l’eau). Par conséquent, les données de photolyse des substances n’ont pas été investiguées dans cette étude. Les substances qui se dégradent rapidement dans le système aquatique ont moins de probabilité d’être détectées par la suite dans les analyses des eaux en laboratoire que les substances qui se dégradent lentement. La persistance dans le milieu aquatique est donc un critère primordial pour la prise en compte ou non de la substance dans la liste prioritaire des substances à analyser. L’hydrolyse, la biodégradation, et par déduction la persistance de chacune des substances des prélistes, sont donc étudiées.

3. La toxicité

Différents paramètres sont étudiés pour décrire la toxicité humaine de ces substances. Les données de toxicité aigüe et chronique par voies d’exposition orale, dermale et par inhalation sont répertoriées quand elles sont disponibles. De plus, la cancérogénicité, la mutagénicité (toxicité sur l’ADN), la reprotoxicité (toxicité sur la reproduction) et la tératogénicité (toxicité sur les embryons) sont également prises en compte [18]. Les études démontrant de possibles effets sur les systèmes hormonaux (perturbateur endocrinien) ont également été prises en compte pour déterminer la toxicité des substances des prélistes. Finalement, le système GHS (Globally Harmonized System), qui est le système d’étiquetage et de classification des produits chimiques dangereux selon des critères uniformes dans le monde entier, a également été utilisé. Les pictogrammes de danger pour chaque substance ont été listés [18].

4. L’écotoxicité

Seuls les tests écotoxicologiques sur les organismes aquatiques sont pris en compte dans cette étude. Les données écotoxicologiques proviennent de tests sur des microalgues d’eau douce, des daphnies (micro-crustacés) et des poissons. Ces trois types d’organismes sont pris en compte car ils sont caractéristiques de la chaîne alimentaire dans l’eau douce. En écotoxicologie, le résultat d’un test est représenté par une courbe dose-réponse. La courbe dose-réponse est une courbe statistique déterminée pour un organisme et une substance donnés. Elle décrit la relation entre l’augmentation de la dose (ou de la concentration) de la substance et l’effet qui résulte de cette augmentation de concentration sur un organisme. Elle est obtenue à partir d’expériences au laboratoire. Elle permet de prédire, pour une espèce, l’intensité de l’effet (généralement exprimée en pourcentage) pour une concentration donnée de substance. À partir de cette courbe dose-réponse, des valeurs caractéristiques peuvent être déterminées telles l’EC₅₀, la LC₅₀ et la NOEC. L’EC₅₀ est la «50% Effect Concentration». Ce paramètre se réfère à la concentration d’une substance qui induit 50% de son effet maximal. Elle est souvent déterminée à l’aide de tests aigus, c’est-à-dire des tests courts par rapport au temps de génération de l’organisme. Les concentrations testées sont élevées. La LC₅₀ est la «50% Lethal Concentration» et donne une indication de la létalité d’une substance. La NOEC est la «No Observed Effect Concentration» [19]. C’est la concentration la plus élevée testée à laquelle aucun effet n’a été observé. Elle est souvent obtenue à l’aide de tests chroniques, c’est-à-dire des tests longs par rapport au temps de génération de l’organisme. Les concentrations testées sont faibles. Le système GHS est également utilisé pour étudier l’écotoxicité car certaines substances peuvent être caractérisées par un pictogramme lié à la pollution de l’environnement [18].

Pour chaque substance étudiée, on attribue un code couleur aux quatre critères. Ce code couleur sera repris par la suite dans le tableau de la liste prioritaire. Les conclusions concernant les critères visent à déterminer si:
– La substance est non bioaccumulable (vert) ou bioaccumulable (rouge), c’est-à-dire si le log Kow est respectivement supérieur ou inférieur à 3.
– La substance est non persistante (vert) ou persistante (rouge) dans le milieu aquatique, c’est-à-dire si elle est respectivement dégradée ou non par hydrolyse/biodégradation.
– La substance est faiblement toxique (vert), moyennement toxique (orange) ou toxique (rouge) pour l’être humain. Le choix dans la distinction des potentiels toxiques est expliqué dans la table 1.
– La substance est faiblement (vert), modérément (orange) ou fortement (rouge) écotoxique pour les organismes des milieux aquatiques. La caractérisation des potentiels écotoxiques est décrite dans la table 2.

Finalement, la substance étudiée est intégrée à notre liste prioritaire si elle possède au moins un critère jugé non satisfaisant (rouge) et un autre critère jugé au moins modérément satisfaisant (orange ou rouge).

Techniques d'analyse, concentrations dans l'eau et métabolites

Les techniques d’analyse en laboratoire (GC-MS/MS, LC-MS/MS, etc.), les concentrations dans l’eau (eaux usées, eaux en sortie de STEP, eaux de surface, eau potable) et les métabolites (produits de dégradation) des substances sélectionnées dans la liste prioritaire selon les quatre critères précédents sont recherchés dans la littérature scientifique ou dans des rapports officiels d’Etats (fig. 1). Les métabolites sont recherchés car ils peuvent se révéler plus toxiques que la molécule mère.