Les colorants directs sont des molécules déjà colorées qui se fixent sur la fibre capillaire sans réaction d’oxydation et sans révélateur. Dans les masques colorants semi-permanents, deux familles coexistent : les colorants cationiques, identifiés dans l’INCI par le préfixe « Basic » (Basic Red 51, Basic Blue 99, Basic Yellow 87), qui se lient par attraction électrostatique aux sites anioniques de la kératine, et les colorants nitrés, identifiés par le préfixe « HC » (HC Blue 2, HC Yellow 2, HC Blue 16), petites molécules neutres qui diffusent dans la fibre et y sont retenues par des forces faibles.

Ces deux mécanismes expliquent pourquoi un masque colorant n’éclaircit jamais, pourquoi un même mélange donne des résultats différents selon la base de départ et pourquoi la couleur s’estompe lavage après lavage. Hairswiss analyse ici la chimie de ces molécules et ses conséquences au salon.

Qu’est-ce qui distingue un colorant direct d’un colorant d’oxydation ?

Dans une coloration d’oxydation, des précurseurs incolores comme la para-phénylènediamine réagissent avec le peroxyde d’hydrogène en milieu alcalin. Les molécules colorées se forment à l’intérieur de la corticale et deviennent trop volumineuses pour en ressortir : c’est leur piégeage qui assure la permanence, comme l’explique notre article sur la chimie de la coloration professionnelle.

Un colorant direct suit la logique inverse. La molécule est colorée avant l’application, ne subit aucune réaction chimique et ne s’accompagne d’aucun oxydant. Conséquence directe : sans peroxyde, la mélanine n’est pas dégradée. Le colorant direct ajoute une couleur, il n’en retire jamais.

Comment les colorants cationiques se fixent-ils sur la kératine ?

La kératine porte des groupes carboxyle et sulfonate qui, au pH des formulations capillaires, sont chargés négativement. Les colorants cationiques possèdent au contraire une charge positive permanente. La revue publiée dans Cosmetics en 2015 résume le mécanisme : les sites positifs de la molécule de colorant se lient aux sites négatifs de la fibre par une liaison ionique.

C’est le même principe d’attraction électrostatique qui permet aux polymères conditionneurs de se déposer sur le cheveu, décrit dans notre article sur les Polyquaternium. La même revue indique que les colorants cationiques résistent mieux au lavage que les colorants nitrés et que, leurs molécules ayant des tailles proches, ils se fixent et s’éliminent de façon homogène.

Ces substances sont encadrées par l’annexe III du règlement (CE) n° 1223/2009. Pour le Basic Red 51, par exemple, la concentration maximale est de 1,0 % dans les produits de coloration non oxydants et de 0,5 % sur le cheveu après mélange en conditions oxydantes, avec l’obligation d’indiquer sur l’étiquette les mises en garde relatives aux réactions allergiques.

Comment agissent les colorants nitrés HC ?

Les colorants nitrés sont des amines aromatiques neutres ou des dérivés d’anthraquinone, très polaires mais peu solubles dans l’eau. Ils nécessitent un solvant de type glycol, ce qui explique la présence fréquente de Propylene Glycol ou de Glycerin dans les formules qui les contiennent.

Dépourvus de charge, ils ne s’ancrent pas par liaison ionique : ils diffusent dans la fibre et y sont retenus par des forces de Van der Waals. Leur tenue dépend de leur taille : selon la revue citée, les molécules à trois noyaux aromatiques s’éliminent plus lentement que les molécules à un seul noyau.

Leur encadrement réglementaire porte aussi sur la pureté. Le HC Blue 16 est autorisé jusqu’à 3,0 % dans les produits de coloration non oxydants, à condition de ne pas être utilisé avec des agents nitrosants, de conserver une teneur en nitrosamines inférieure ou égale à 50 µg/kg et d’être conditionné dans des récipients sans nitrites.

Pourquoi associer les deux familles dans une même formule ?

Les formulateurs combinent souvent colorants nitrés et cationiques pour obtenir un résultat plus régulier. Le principe décrit dans la littérature est complémentaire : les colorants cationiques occupent d’abord les sites anioniques de la fibre, puis les colorants nitrés remplissent l’espace restant par diffusion. La combinaison élargit aussi la palette chromatique disponible, chaque molécule apportant sa propre bande d’absorption. À titre d’exemple, la nuance Gems 118 Graphite, disponible sur cliCHair.ch, associe des colorants cationiques (Basic Blue 99, Basic Red 51, Basic Yellow 87) et des colorants nitrés (HC Blue 2, HC Blue 16, HC Yellow 2).

Pourquoi un cheveu décoloré prend-il davantage de couleur ?

La décoloration oxyde une partie de la cystine de la kératine. Il en résulte de l’acide cystéique, porteur d’un groupe sulfonate anionique, concentré surtout dans la cuticule. Une étude parue dans le Journal of Cosmetic Science a montré que plus la teneur en acide cystéique du cheveu augmente, plus la quantité de composés cationiques adsorbés augmente, et que le cheveu endommagé par oxydation adsorbe les cationiques plus facilement que le cheveu endommagé par réduction.

Au salon, cela se traduit par des pointes poreuses qui prennent la couleur plus vite et plus intensément que les racines. Une porosité irrégulière produit un résultat irrégulier, même avec un mélange parfaitement homogène.

Pourquoi la base de départ détermine-t-elle la nuance obtenue ?

Le colorant direct ne retire aucun pigment : sa couleur s’additionne à celle déjà présente dans la fibre. Le résultat suit les règles de la synthèse soustractive, les mêmes qui permettent aux pigments bleu-violet de neutraliser les reflets jaunes. Un colorant bleu sur une base jaune tend vers le vert ; une nuance pastel n’apparaît fidèlement que sur une base très claire et uniforme.

C’est aussi pour cette raison que les nuanciers de masques colorants présentent les nuances sur une mèche claire : ils montrent le colorant seul, sans l’interférence d’un fond d’éclaircissement.

Que se passe-t-il quand on dilue un masque colorant ?

Diluer un masque colorant avec une base sans colorants réduit la concentration des molécules colorées dans le mélange. Moins de colorant disponible signifie moins de sites occupés sur la fibre et une densité optique plus faible : l’intensité baisse, tandis que les molécules restent les mêmes. C’est ainsi que l’on obtient des pastels à partir de nuances intenses. Une base sans pigments de ce type est par exemple Gems C Clear, disponible sur cliCHair.ch.

Plus la dilution est forte, moins le colorant masque la base : un mélange très dilué exige donc une base encore plus claire et plus homogène.

Combien de temps tient une coloration directe ?

En l’absence de liaison covalente, les colorants directs quittent progressivement la fibre au contact de l’eau et des tensioactifs. La revue publiée dans Cosmetics situe la tenue d’une coloration semi-permanente entre trois et six shampoings, contre une vingtaine pour les colorations ton sur ton, qui associent colorants directs et précurseurs d’oxydation avec du peroxyde d’hydrogène.

Pour comprendre l’architecture de la fibre sur laquelle ces molécules se fixent, la cuticule et la corticale sont décrites dans notre article sur la biologie du cheveu.

Que faut-il retenir ?

• Colorants cationiques (Basic) : charge positive, liaison ionique avec les sites anioniques de la kératine, meilleure tenue au lavage.
• Colorants nitrés (HC) : molécules neutres et polaires, diffusion dans la fibre, rétention par forces de Van der Waals.
• Cheveu décoloré : l’acide cystéique augmente les sites anioniques et donc l’absorption des cationiques.
• Base de départ : sans oxydant, rien n’est éclairci ; la couleur obtenue est la somme de la base et du colorant.
• Dilution : moins de colorant, moins d’intensité, mêmes molécules.