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42. Chaleur et froid

Éditeur de chapitre :  Jean-Jacques Vogt


 

Table des matières 

Figures et tableaux

Réponses physiologiques à l'environnement thermique
W.Larry Kenney

Effets du stress thermique et du travail dans la chaleur
Bodil Nielsen

Troubles liés à la chaleur
Tokuo Ogawa

Prévention du stress thermique
Sarah A. Nunneley

La base physique du travail dans la chaleur
Jacques Malchaire

Évaluation du stress thermique et des indices de stress thermique
Kenneth C.Parsons

     Étude de cas : Indices de chaleur : formules et définitions

Échange de chaleur à travers les vêtements
Wouter A.Lotens

     Formules et définitions

Environnements froids et travail à froid
Ingvar Holmer, Per-Ola Granberg et Goran Dahlstrom

Prévention du stress dû au froid dans des conditions extérieures extrêmes
Jacques Bittel et Gustave Savourey

Indices et normes de froid
Ingvar Holmer

Tables

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1. Concentration d'électrolytes dans le plasma sanguin et la sueur
2. Indice de stress thermique et durées d'exposition admissibles : calculs
3. Interprétation des valeurs de l'indice de stress thermique
4. Valeurs de référence pour les critères de contrainte thermique et de déformation
5. Modèle utilisant la fréquence cardiaque pour évaluer le stress thermique
6. Valeurs de référence WBGT
7. Pratiques de travail pour les environnements chauds
8. Calcul de l'indice SWreq & méthode d'évaluation : équations
9. Description des termes utilisés dans l'ISO 7933 (1989b)
10. Valeurs WBGT pour quatre phases de travail
11. Données de base pour l'évaluation analytique selon ISO 7933
12. Évaluation analytique selon ISO 7933
13. Températures de l'air de divers environnements professionnels froids
14. Durée du stress dû au froid non compensé et réactions associées
15. Indication des effets anticipés d'une exposition au froid léger et sévère
16. Température des tissus corporels et performances physiques humaines
17. Réponses humaines au refroidissement : réactions indicatives à l'hypothermie
18. Recommandations sanitaires pour le personnel exposé au stress du froid
19. Programmes de conditionnement pour les travailleurs exposés au froid
20. Prévention et atténuation du stress dû au froid : stratégies
21. Stratégies et mesures liées à des facteurs et équipements spécifiques
22. Mécanismes généraux d'adaptation au froid
23. Nombre de jours où la température de l'eau est inférieure à 15 ºC
24. Températures de l'air de divers environnements professionnels froids
25. Classification schématique du travail à froid
26. Classification des niveaux de taux métabolique
27. Exemples de valeurs d'isolation de base des vêtements
28. Classification de la résistance thermique au refroidissement des gants
29. Classification de la résistance thermique de contact des gants
30. Indice de refroidissement éolien, température et temps de congélation de la chair exposée
31. Pouvoir refroidissant du vent sur la chair exposée

Figures

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Les humains vivent toute leur vie dans une plage de températures corporelles internes très restreinte et farouchement protégée. Les limites de tolérance maximales pour les cellules vivantes vont d'environ 0 ºC (formation de cristaux de glace) à environ 45 ºC (coagulation thermique des protéines intracellulaires) ; cependant, les humains ne peuvent tolérer des températures internes inférieures à 35 ºC ou supérieures à 41 ºC que pendant de très brèves périodes. Pour maintenir la température interne dans ces limites, les gens ont développé des réponses physiologiques très efficaces et dans certains cas spécialisées aux contraintes thermiques aiguës. Ces réponses, conçues pour faciliter la conservation, la production ou l'élimination de la chaleur corporelle, impliquent la coordination finement contrôlée de plusieurs systèmes corporels.

Équilibre Thermique Humain

De loin, la plus grande source de chaleur transmise au corps résulte de la production de chaleur métabolique (M). Même au maximum de l'efficacité mécanique, 75 à 80 % de l'énergie impliquée dans le travail musculaire est libérée sous forme de chaleur. Au repos, un taux métabolique de 300 ml O2 par minute crée une charge thermique d'environ 100 watts. Pendant un travail en régime permanent à une consommation d'oxygène de 1 l/min, environ 350 W de chaleur sont générés, moins toute énergie associée au travail externe (W). Même à une intensité de travail aussi légère à modérée, la température centrale du corps augmenterait d'environ un degré centigrade toutes les 15 minutes sans un moyen efficace de dissipation de la chaleur. En fait, des individus très en forme peuvent produire plus de 1,200 1 W de chaleur pendant 3 à 1984 heures sans dommage thermique (Gisolfi et Wenger XNUMX).

La chaleur peut également être obtenue de l'environnement par rayonnement (R) et convection (C) si la température du globe (une mesure de la chaleur rayonnante) et la température de l'air (bulbe sec), respectivement, dépassent la température de la peau. Ces avenues de gain de chaleur sont généralement petites par rapport à M, et deviennent en fait des voies de perte de chaleur lorsque le gradient thermique peau-air est inversé. La dernière voie pour la perte de chaleur : l'évaporation (E)— est aussi typiquement le plus important, puisque la chaleur latente de vaporisation de la sueur est élevée — environ 680 Wh/l de sueur évaporée. Ces relations sont discutées ailleurs dans ce chapitre.

Dans des conditions froides à thermoneutres, le gain de chaleur est équilibré par la perte de chaleur, aucune chaleur n'est stockée et la température corporelle s'équilibre; C'est:

M-W ± R ± C-E = 0

Cependant, en cas d'exposition plus sévère à la chaleur :

M-W ± R ± C >E

et la chaleur est stockée. En particulier, les travaux lourds (dépense énergétique élevée qui augmente M-W), des températures de l'air trop élevées (qui augmentent R+C), humidité élevée (qui limite E) et le port de vêtements épais ou relativement imperméables (qui créent une barrière à une évaporation efficace de la sueur) créent un tel scénario. Enfin, si l'exercice est prolongé ou si l'hydratation est insuffisante, E peut être dépassée par la capacité limitée de l'organisme à sécréter de la sueur (1 à 2 l/h pendant de courtes périodes).

La température corporelle et son contrôle

Aux fins de décrire les réponses physiologiques à la chaleur et au froid, le corps est divisé en deux composants : le « noyau » et la « coque ». Température à cœur (Tc) représente la température corporelle interne ou profonde et peut être mesurée par voie orale, rectale ou, en laboratoire, dans l'œsophage ou sur la membrane tympanique (tympan). La température de la coquille est représentée par la température moyenne de la peau (Tsk). La température moyenne du corps (Tb) à tout moment est un équilibre pondéré entre ces températures, c'est-à-dire

 

Tb = k Tc + (1– k) Tsk

où le facteur de pondération k varie d'environ 0.67 à 0.90.

Confronté aux défis de la neutralité thermique (contraintes de chaleur ou de froid), l'organisme s'efforce de contrôler Tc grâce à des ajustements physiologiques, et Tc fournit la rétroaction principale au cerveau pour coordonner ce contrôle. Alors que la température locale et moyenne de la peau est importante pour fournir une entrée sensorielle, Tsk varie considérablement avec la température ambiante, atteignant en moyenne environ 33 ºC à la thermoneutralité et atteignant 36 à 37 ºC dans des conditions de travail intense à la chaleur. Elle peut chuter considérablement lors d'expositions corporelles et locales au froid ; la sensibilité tactile se situe entre 15 et 20 ºC, alors que la température critique pour la dextérité manuelle se situe entre 12 et 16 ºC. Les valeurs de seuil de douleur supérieur et inférieur pour Tsk sont d'environ 43 ºC et 10 ºC, respectivement.

Des études de cartographie précises ont localisé le site du plus grand contrôle thermorégulateur dans une zone du cerveau connue sous le nom d'hypothalamus préoptique/antérieur (POAH). Dans cette région se trouvent des cellules nerveuses qui répondent à la fois au chauffage (neurones sensibles au chaud) et au refroidissement (neurones sensibles au froid). Cette zone domine le contrôle de la température corporelle en recevant des informations sensorielles afférentes sur la température corporelle et en envoyant des signaux efférents à la peau, aux muscles et aux autres organes impliqués dans la régulation de la température, via le système nerveux autonome. D'autres zones du système nerveux central (hypothalamus postérieur, formation réticulaire, pons, medulla et moelle épinière) forment des connexions ascendantes et descendantes avec le POAH et remplissent diverses fonctions facilitatrices.

Le système de contrôle du corps est analogue au contrôle thermostatique de la température dans une maison avec à la fois des capacités de chauffage et de refroidissement. Lorsque la température corporelle s'élève au-dessus d'une certaine température de "point de consigne" théorique, les réponses effectrices associées au refroidissement (transpiration, augmentation du flux sanguin cutané) sont activées. Lorsque la température corporelle tombe en dessous du point de consigne, des réactions de gain de chaleur (diminution du flux sanguin cutané, frissons) sont déclenchées. Cependant, contrairement aux systèmes de chauffage/refroidissement domestiques, le système de contrôle de la thermorégulation humaine ne fonctionne pas comme un simple système marche-arrêt, mais possède également des caractéristiques de contrôle proportionnel et de contrôle du taux de variation. Il convient de noter qu'une "température de consigne" n'existe qu'en théorie et qu'elle est donc utile pour visualiser ces concepts. Beaucoup de travail reste à faire pour comprendre pleinement les mécanismes associés au point de consigne thermorégulateur.

Quelle que soit sa base, la consigne est relativement stable et n'est pas affectée par le travail ou la température ambiante. En fait, la seule perturbation aiguë connue pour déplacer le point de consigne est le groupe de pyrogènes endogènes impliqués dans la réponse fébrile. Les réponses effectrices employées par le corps pour maintenir l'équilibre thermique sont initiées et contrôlées en réponse à une "erreur de charge", c'est-à-dire une température corporelle qui est transitoirement supérieure ou inférieure au point de consigne (figure 1). Une température à cœur inférieure au point de consigne crée une erreur de charge négative, entraînant l'initiation d'un gain de chaleur (frisson, vasoconstriction de la peau). Une température à cœur supérieure au point de consigne crée une erreur de charge positive, entraînant l'activation des effecteurs de perte de chaleur (vasodilatation cutanée, transpiration). Dans chaque cas, le transfert de chaleur qui en résulte diminue l'erreur de charge et aide à ramener la température corporelle à un état stable.

Figure 1. Un modèle de thermorégulation dans le corps humain.

HEA030F1

Régulation de la température dans la chaleur

Comme mentionné ci-dessus, les humains perdent de la chaleur dans l'environnement principalement par une combinaison de moyens secs (rayonnement et convection) et d'évaporation. Pour faciliter cet échange, deux systèmes effecteurs principaux sont activés et régulés : la vasodilatation cutanée et la transpiration. Alors que la vasodilatation cutanée entraîne souvent de petites augmentations de la perte de chaleur sèche (radiative et convective), elle fonctionne principalement pour transférer la chaleur du noyau vers la peau (transfert de chaleur interne), tandis que l'évaporation de la sueur fournit un moyen extrêmement efficace de refroidir le sang avant à son retour vers les tissus profonds de l'organisme (transfert de chaleur externe).

Vasodilatation cutanée

La quantité de chaleur transférée du cœur à la peau est fonction du flux sanguin cutané (SkBF), du gradient de température entre le cœur et la peau, et de la chaleur spécifique du sang (un peu moins de 4 kJ/°C par litre de du sang). Au repos dans un environnement thermoneutre, la peau reçoit environ 200 à 500 ml/min de flux sanguin, ce qui ne représente que 5 à 10 % du sang total pompé par le cœur (débit cardiaque). En raison du gradient de 4 °C entre Tc (environ 37ºC) et Tsk (environ 33 °C dans de telles conditions), la chaleur métabolique produite par le corps pour maintenir la vie est constamment convectée vers la peau pour être dissipée. En revanche, dans des conditions d'hyperthermie sévère telles qu'un travail de haute intensité dans des conditions chaudes, le gradient thermique noyau-peau est plus petit et le transfert de chaleur nécessaire est réalisé par de fortes augmentations de SkBF. Sous un stress thermique maximal, SkBF peut atteindre 7 à 8 l/min, soit environ un tiers du débit cardiaque (Rowell 1983). Ce débit sanguin élevé est obtenu grâce à un mécanisme mal compris unique à l'homme qui a été appelé le « système vasodilatateur actif ». La vasodilatation active implique des signaux nerveux sympathiques de l'hypothalamus aux artérioles cutanées, mais le neurotransmetteur n'a pas été déterminé.

Comme mentionné ci-dessus, SkBF est principalement sensible aux augmentations de Tc et, dans une moindre mesure, Tsk. Tc augmente lorsque le travail musculaire est initié et que la production de chaleur métabolique commence, et une fois qu'un certain seuil Tc est atteint, SkBF commence également à augmenter de façon spectaculaire. Cette relation thermorégulatrice de base est également influencée par des facteurs non thermiques. Ce deuxième niveau de contrôle est essentiel en ce qu'il modifie SkBF lorsque la stabilité cardiovasculaire globale est menacée. Les veines de la peau sont très compliantes et une partie importante du volume circulant se concentre dans ces vaisseaux. Cela facilite l'échange de chaleur en ralentissant la circulation capillaire pour augmenter le temps de transit; cependant, cette mise en commun, associée aux pertes de liquide dues à la transpiration, peut également diminuer le taux de retour du sang vers le cœur. Parmi les facteurs non thermiques dont il a été démontré qu'ils influencent SkBF pendant le travail, on trouve la posture droite, la déshydratation et la respiration à pression positive (utilisation d'un respirateur). Ceux-ci agissent par des réflexes qui sont activés lorsque la pression de remplissage cardiaque est diminuée et que les récepteurs d'étirement situés dans les grosses veines et l'oreillette droite sont déchargés, et sont donc plus évidents lors d'un travail aérobie prolongé en position debout. Ces réflexes ont pour fonction de maintenir la pression artérielle et, dans le cas du travail, de maintenir un flux sanguin adéquat vers les muscles actifs. Ainsi, le niveau de SkBF à un moment donné représente les effets agrégés des réponses réflexes thermorégulatrices et non thermorégulatrices.

La nécessité d'augmenter le flux sanguin vers la peau pour aider à la régulation de la température a un impact important sur la capacité du système cardiovasculaire à réguler la pression artérielle. Pour cette raison, une réponse coordonnée de l'ensemble du système cardiovasculaire au stress thermique est nécessaire. Quels sont les ajustements cardiovasculaires qui permettent cette augmentation du débit et du volume cutané ? Pendant le travail dans des conditions froides ou thermoneutres, l'augmentation nécessaire du débit cardiaque est bien soutenue par l'augmentation de la fréquence cardiaque (FC), car les augmentations supplémentaires du volume systolique (SV) sont minimes au-delà des intensités d'exercice de 40 % du maximum. Dans la chaleur, la FC est plus élevée à toute intensité de travail donnée en compensation de la réduction du volume sanguin central (CBV) et de la SV. A des niveaux de travail plus élevés, la fréquence cardiaque maximale est atteinte, et cette tachycardie est donc incapable de maintenir le débit cardiaque nécessaire. La deuxième façon dont le corps fournit un SkBF élevé consiste à répartir le flux sanguin loin de zones telles que le foie, les reins et les intestins (Rowell 1983). Cette redirection du flux peut fournir 800 à 1,000 XNUMX ml supplémentaires de flux sanguin vers la peau et aide à compenser les effets néfastes de l'accumulation périphérique de sang.

Transpiration

La sueur thermorégulatrice chez l'homme est sécrétée par 2 à 4 millions de glandes sudoripares eccrines dispersées de manière non uniforme sur la surface du corps. Contrairement aux glandes sudoripares apocrines, qui ont tendance à être regroupées (sur le visage et les mains et dans les régions axiales et génitales) et qui sécrètent de la sueur dans les follicules pileux, les glandes eccrines sécrètent de la sueur directement à la surface de la peau. Cette sueur est inodore, incolore et relativement diluée, puisqu'il s'agit d'un ultrafiltrat de plasma. Ainsi, il a une chaleur latente de vaporisation élevée et convient parfaitement à son objectif de refroidissement.

À titre d'exemple de l'efficacité de ce système de refroidissement, un homme travaillant à un coût en oxygène de 2.3 l/min produit une chaleur métabolique nette (M-W) d'environ 640 W. Sans transpiration, la température corporelle augmenterait à un rythme d'environ 1°C toutes les 6 à 7 min. Avec une évaporation efficace d'environ 16 g de sueur par minute (un taux raisonnable), le taux de perte de chaleur peut correspondre au taux de production de chaleur et la température centrale du corps peut être maintenue à un état stable. C'est,

M–W±R±C–E = 0

Les glandes eccrines sont de structure simple, constituées d'une partie sécrétoire enroulée, d'un canal et d'un pore cutané. Le volume de sueur produit par chaque glande dépend à la fois de la structure et de la fonction de la glande, et le taux de transpiration total dépend à son tour du recrutement des glandes (densité active des glandes sudoripares) et de la production des glandes sudoripares. Le fait que certaines personnes transpirent plus que d'autres est principalement attribuable aux différences de taille des glandes sudoripares (Sato et Sato 1983). L'acclimatation à la chaleur est un autre déterminant majeur de la production de sueur. Avec le vieillissement, les taux de sudation plus faibles ne sont pas attribuables à moins de glandes eccrines activées, mais à une diminution de la production de sueur par glande (Kenney et Fowler 1988). Ce déclin est probablement lié à une combinaison d'altérations structurelles et fonctionnelles qui accompagnent le processus de vieillissement.

Comme les signaux vasomoteurs, les impulsions nerveuses vers les glandes sudoripares proviennent du POAH et descendent à travers le tronc cérébral. Les fibres qui innervent les glandes sont des fibres cholinergiques sympathiques, une combinaison rare dans le corps humain. Alors que l'acétylcholine est le principal neurotransmetteur, les transmetteurs adrénergiques (catécholamines) stimulent également les glandes eccrines.

À bien des égards, le contrôle de la transpiration est analogue au contrôle du flux sanguin cutané. Les deux ont des caractéristiques d'apparition similaires (seuil) et des relations linéaires avec l'augmentation Tc. Le dos et la poitrine ont tendance à avoir des débuts de transpiration plus précoces, et les pentes de la relation entre le taux de sudation local et Tc sont les plus raides pour ces sites. Comme SkBF, la transpiration est modifiée par des facteurs non thermiques tels que l'hypohydratation et l'hyperosmolalité. A noter également un phénomène appelé "hidromeiose", qui survient dans des environnements très humides ou sur des zones cutanées constamment recouvertes de vêtements mouillés. Ces zones de peau, en raison de leur état constamment humide, diminuent la production de sueur. Cela sert de mécanisme de protection contre la déshydratation continue, car la sueur qui reste sur la peau au lieu de s'évaporer n'a aucune fonction de refroidissement.

Si le taux de sudation est adéquat, le refroidissement par évaporation est finalement déterminé par le gradient de pression de vapeur d'eau entre la peau humide et l'air qui l'entoure. Ainsi, une humidité élevée et des vêtements lourds ou imperméables limitent le refroidissement par évaporation, tandis que l'air sec, le mouvement de l'air autour du corps et des vêtements poreux minimes facilitent l'évaporation. D'autre part, si le travail est lourd et la transpiration abondante, le refroidissement par évaporation peut également être limité par la capacité du corps à produire de la sueur (maximum environ 1 à 2 l/h).

Régulation de la température dans le froid

Une différence importante dans la façon dont les humains réagissent au froid par rapport à la chaleur est que le comportement joue un rôle beaucoup plus important dans la réponse thermorégulatrice au froid. Par exemple, porter des vêtements appropriés et adopter des postures qui minimisent la surface disponible pour la perte de chaleur (« se blottir ») sont beaucoup plus importants dans des conditions ambiantes froides que dans la chaleur. Une deuxième différence est le rôle plus important joué par les hormones lors du stress dû au froid, notamment l'augmentation de la sécrétion de catécholamines (norépinéphrine et épinéphrine) et d'hormones thyroïdiennes.

Vasoconstriction cutanée

Une stratégie efficace contre la perte de chaleur du corps par rayonnement et convection consiste à augmenter l'isolation efficace fournie par la coque. Chez l'homme, cela se fait en diminuant le flux sanguin vers la peau, c'est-à-dire par vasoconstriction cutanée. La constriction des vaisseaux cutanés est plus prononcée aux extrémités qu'au tronc. Comme la vasodilatation active, la vasoconstriction cutanée est également contrôlée par le système nerveux sympathique et est influencée par TcTsk et les températures locales.

L'effet du refroidissement de la peau sur la fréquence cardiaque et la réponse de la pression artérielle varie selon la zone du corps qui est refroidie et si le froid est suffisamment intense pour causer de la douleur. Par exemple, lorsque les mains sont immergées dans l'eau froide, la FC, la pression artérielle systolique (PAS) et la pression artérielle diastolique (PAD) augmentent toutes. Lorsque le visage est refroidi, SBP et DBP augmentent en raison de la réponse sympathique généralisée ; cependant, la fréquence cardiaque diminue en raison d'un réflexe parasympathique (LeBlanc 1975). Pour confondre davantage la complexité de la réponse globale au froid, il existe une large gamme de variabilité dans les réponses d'une personne à l'autre. Si le stress dû au froid est d'une ampleur suffisante pour diminuer la température centrale du corps, la FC peut augmenter (en raison de l'activation sympathique) ou diminuer (en raison de l'augmentation du volume sanguin central).

Un cas spécifique d'intérêt est appelé vasodilatation induite par le froid (CIVD). Lorsque les mains sont placées dans de l'eau froide, SkBF diminue initialement pour conserver la chaleur. Au fur et à mesure que la température des tissus baisse, SkBF augmente paradoxalement, diminue à nouveau et répète ce schéma cyclique. Il a été suggéré que la CIVD est bénéfique pour prévenir les lésions tissulaires causées par le gel, mais cela n'a pas été prouvé. Mécaniquement, la dilatation transitoire se produit probablement lorsque les effets directs du froid sont suffisamment graves pour diminuer la transmission nerveuse, ce qui annule de manière transitoire l'effet du froid sur les récepteurs sympathiques des vaisseaux sanguins (médiant l'effet constricteur).

Shivering

Au fur et à mesure que le refroidissement du corps progresse, la deuxième ligne de défense est le frisson. Le frisson est la contraction involontaire et aléatoire des fibres musculaires superficielles, qui ne limite pas la perte de chaleur mais augmente plutôt la production de chaleur. Étant donné que de telles contractions ne produisent aucun travail, de la chaleur est générée. Une personne au repos peut augmenter sa production de chaleur métabolique d'environ trois à quatre fois pendant des frissons intenses, et peut augmenter Tc de 0.5 ºC. Les signaux pour déclencher le frisson proviennent principalement de la peau et, en plus de la région POAH du cerveau, l'hypothalamus postérieur est également impliqué dans une large mesure.

Bien que de nombreux facteurs individuels contribuent aux frissons (et à la tolérance au froid en général), un facteur important est la graisse corporelle. Un homme avec très peu de graisse sous-cutanée (2 à 3 mm d'épaisseur) commence à frissonner après 40 min à 15 ºC et 20 min à 10 ºC, tandis qu'un homme qui a plus de graisse isolante (11 mm) peut ne pas frissonner du tout à 15 ºC et après 60 min à 10 ºC (LeBlanc 1975).

 

Noir

Lorsqu'une personne est exposée à des conditions environnementales chaudes, les mécanismes physiologiques de perte de chaleur sont activés afin de maintenir une température corporelle normale. Les flux de chaleur entre le corps et l'environnement dépendent de la différence de température entre :

  1. l'air ambiant et des objets comme les murs, les fenêtres, le ciel, etc.
  2. la température de surface de la personne

 

La température de surface de la personne est régulée par des mécanismes physiologiques, tels que les variations du flux sanguin vers la peau, et par l'évaporation de la sueur sécrétée par les glandes sudoripares. Aussi, la personne peut changer de vêtements pour varier l'échange de chaleur avec l'environnement. Plus les conditions environnementales sont chaudes, plus la différence entre les températures ambiantes et la température de la peau ou de la surface des vêtements est faible. Cela signifie que « l'échange de chaleur sèche » par convection et rayonnement est réduit dans des conditions chaudes par rapport à des conditions froides. À des températures ambiantes supérieures à la température de surface, la chaleur provient de l'environnement. Dans ce cas, cette chaleur supplémentaire ainsi que celle libérée par les processus métaboliques doivent être perdues par évaporation de la sueur pour le maintien de la température corporelle. Ainsi, l'évaporation de la sueur devient de plus en plus critique avec l'augmentation de la température ambiante. Compte tenu de l'importance de l'évaporation de la sueur, il n'est pas surprenant que la vitesse du vent et l'humidité de l'air (pression de vapeur d'eau) soient des facteurs environnementaux critiques dans des conditions chaudes. Si l'humidité est élevée, la sueur est toujours produite mais l'évaporation est réduite. La sueur qui ne peut pas s'évaporer n'a aucun effet rafraîchissant ; il s'égoutte et est gaspillé d'un point de vue thermorégulateur.

Le corps humain contient environ 60% d'eau, soit environ 35 à 40 l chez une personne adulte. Environ un tiers de l'eau du corps, le liquide extracellulaire, est distribué entre les cellules et dans le système vasculaire (le plasma sanguin). Les deux tiers restants de l'eau corporelle, le liquide intracellulaire, se trouvent à l'intérieur des cellules. La composition et le volume des compartiments hydriques corporels sont très précisément contrôlés par des mécanismes hormonaux et neuronaux. La sueur est sécrétée par les millions de glandes sudoripares à la surface de la peau lorsque le centre de thermorégulation est activé par une augmentation de la température corporelle. La sueur contient du sel (NaCl, chlorure de sodium) mais dans une moindre mesure que le liquide extracellulaire. Ainsi, l'eau et le sel sont perdus et doivent être remplacés après la transpiration.

Effets de la perte de sueur

Dans des conditions environnementales neutres et confortables, de petites quantités d'eau sont perdues par diffusion à travers la peau. Cependant, lors d'un travail intense et par temps chaud, de grandes quantités de sueur peuvent être produites par les glandes sudoripares actives, jusqu'à plus de 2 l/h pendant plusieurs heures. Même une perte de sueur de seulement 1 % du poids corporel (» 600 à 700 ml) a un effet mesurable sur la capacité à effectuer un travail. Cela se traduit par une augmentation de la fréquence cardiaque (FC) (la FC augmente d'environ cinq battements par minute pour chaque pourcentage de perte d'eau corporelle) et une augmentation de la température centrale du corps. Si le travail se poursuit, il y a une augmentation progressive de la température corporelle, qui peut atteindre une valeur d'environ 40°C ; à cette température, une maladie due à la chaleur peut en résulter. Cela est dû en partie à la perte de liquide du système vasculaire (figure 1). Une perte d'eau du plasma sanguin réduit la quantité de sang qui remplit les veines centrales et le cœur. Chaque battement cardiaque pompera donc un volume d'éjection systolique plus petit. En conséquence, le débit cardiaque (la quantité de sang qui est expulsée par le cœur par minute) a tendance à baisser et la fréquence cardiaque doit augmenter afin de maintenir la circulation et la pression artérielle.

Figure 1. Répartition calculée de l'eau dans le compartiment extracellulaire (ECW) et le compartiment intracellulaire (ICW) avant et après 2 h de déshydratation à l'effort à une température ambiante de 30 °C.

HEA050F1

Un système de contrôle physiologique appelé système réflexe des barorécepteurs maintient le débit cardiaque et la pression artérielle proches de la normale dans toutes les conditions. Les réflexes font intervenir des récepteurs, capteurs du cœur et du système artériel (aorte et artères carotides), qui surveillent le degré d'étirement du cœur et des vaisseaux par le sang qui les remplit. Les impulsions de ceux-ci voyagent à travers les nerfs jusqu'au système nerveux central, d'où les ajustements, en cas de déshydratation, provoquent une constriction des vaisseaux sanguins et une réduction du flux sanguin vers les organes splanchniques (foie, intestin, reins) et vers la peau. De cette manière, le flux sanguin disponible est redistribué pour favoriser la circulation vers les muscles qui travaillent et vers le cerveau (Rowell 1986).

Une déshydratation sévère peut entraîner un épuisement dû à la chaleur et un collapsus circulatoire ; dans ce cas, la personne ne peut pas maintenir la tension artérielle et s'évanouit en conséquence. Dans l'épuisement dû à la chaleur, les symptômes sont l'épuisement physique, souvent accompagné de maux de tête, d'étourdissements et de nausées. La principale cause d'épuisement par la chaleur est la contrainte circulatoire induite par la perte d'eau du système vasculaire. La diminution du volume sanguin entraîne des réflexes qui réduisent la circulation vers les intestins et la peau. La réduction du flux sanguin cutané aggrave la situation, car la perte de chaleur de la surface diminue, de sorte que la température centrale augmente encore. Le sujet peut s'évanouir en raison d'une chute de la pression artérielle et du faible débit sanguin qui en résulte vers le cerveau. La position allongée améliore l'apport sanguin au cœur et au cerveau, et après refroidissement et avoir bu de l'eau, la personne retrouve son bien-être presque immédiatement.

Si les processus à l'origine de l'épuisement dû à la chaleur « se déchaînent », cela se transforme en coup de chaleur. La réduction progressive de la circulation cutanée fait monter de plus en plus la température, ce qui entraîne une réduction, voire un arrêt de la transpiration et une élévation encore plus rapide de la température centrale, ce qui provoque un collapsus circulatoire pouvant entraîner la mort ou des dommages irréversibles à la peau. cerveau. Des changements dans le sang (tels qu'une osmolalité élevée, un pH bas, une hypoxie, une adhérence cellulaire des globules rouges, une coagulation intravasculaire) et des dommages au système nerveux sont observés chez les patients victimes d'un coup de chaleur. L'apport sanguin réduit à l'intestin pendant le stress thermique peut provoquer des lésions tissulaires et des substances (endotoxines) peuvent être libérées qui induisent de la fièvre en rapport avec un coup de chaleur (Hales et Richards 1987). Le coup de chaleur est une urgence aiguë qui met la vie en danger et dont il est question plus en détail dans la section sur les « troubles liés à la chaleur ».

Avec la perte d'eau, la transpiration produit une perte d'électrolytes, principalement de sodium (Na+) et chlorure (Cl-), mais aussi dans une moindre mesure du magnésium (Mg++), potasse (K+) et ainsi de suite (voir tableau 1). La sueur contient moins de sel que les compartiments des fluides corporels. Cela signifie qu'ils deviennent plus salés après la perte de sueur. L'augmentation de la salinité semble avoir un effet spécifique sur la circulation via des effets sur le muscle lisse vasculaire, qui contrôle le degré d'ouverture des vaisseaux. Cependant, plusieurs chercheurs ont montré qu'il interfère avec la capacité de transpirer, de telle sorte qu'il faut une température corporelle plus élevée pour stimuler les glandes sudoripares - la sensibilité des glandes sudoripares est réduite (Nielsen 1984). Si la perte sudorale n'est remplacée que par de l'eau, cela peut conduire à une situation où le corps contient moins de chlorure de sodium qu'à l'état normal (hypo-osmotique). Cela provoquera des crampes dues au dysfonctionnement des nerfs et des muscles, une condition connue autrefois sous le nom de « crampes du mineur » ou « crampes du chauffeur ». Elle peut être prévenue par l'ajout de sel à l'alimentation (boire de la bière était une mesure préventive suggérée au Royaume-Uni dans les années 1920 !).

Tableau 1. Concentration d'électrolytes dans le plasma sanguin et dans la sueur

Électrolytes et autres
substances

Concentration de plasma sanguin
rations (g par l)

Concentration de sueur
(g par litre)

Sodium (Na+)

3.5

0.2-1.5

Potassium (K+)

0.15

0.15

Calcium (Ca++)

0.1

de petites quantités

Magnésium (Mg++)

0.02

de petites quantités

Chlorure (Cl-)

3.5

0.2-1.5

Bicarbonate (HCO3-)

1.5

de petites quantités

Protéines

70

0

Graisses, glucose, petits ions

15-20

de petites quantités

Adapté de Vellar 1969.

La diminution de la circulation cutanée et de l'activité des glandes sudoripares affecte à la fois la thermorégulation et la perte de chaleur de telle sorte que la température centrale augmente plus que dans un état complètement hydraté.

Dans de nombreux métiers différents, les travailleurs sont exposés à un stress thermique externe - par exemple, les travailleurs des aciéries, des industries du verre, des papeteries, des boulangeries, des industries minières. Les ramoneurs et les pompiers sont également exposés à la chaleur extérieure. Les personnes qui travaillent dans des espaces confinés dans des véhicules, des navires et des avions peuvent également souffrir de la chaleur. Cependant, il faut noter que les personnes travaillant dans des combinaisons de protection ou effectuant des travaux pénibles dans des vêtements imperméables peuvent être victimes d'épuisement par la chaleur même dans des conditions de température ambiante modérées et fraîches. Les effets néfastes du stress thermique se produisent dans des conditions où la température centrale est élevée et la perte de sueur est élevée.

Réhydratation

Les effets de la déshydratation due à la perte de sueur peuvent être inversés en buvant suffisamment pour remplacer la sueur. Cela aura généralement lieu pendant la récupération après le travail et l'exercice. Cependant, lors de travaux prolongés dans des environnements chauds, les performances sont améliorées en buvant pendant l'activité. Le conseil commun est donc de boire quand on a soif.

Mais, il y a des problèmes très importants à cela. La première est que l'envie de boire n'est pas assez forte pour remplacer la perte d'eau qui se produit simultanément ; et d'autre part, le temps nécessaire pour combler un déficit hydrique important est très long, plus de 12 heures. Enfin, il existe une limite à la vitesse à laquelle l'eau peut passer de l'estomac (où elle est stockée) à l'intestin (intestin), où l'absorption a lieu. Ce taux est inférieur aux taux de sudation observés pendant l'exercice dans des conditions chaudes.

Il y a eu un grand nombre d'études sur diverses boissons pour restaurer l'eau corporelle, les électrolytes et les réserves de glucides des athlètes lors d'exercices prolongés. Les principales constatations sont les suivantes :

    • La quantité de liquide qui peut être utilisée, c'est-à-dire transportée de l'estomac vers l'intestin, est limitée par le "taux de vidange gastrique", qui a un maximum d'environ 1,000 XNUMX ml/h.
    • Si le liquide est « hyperosmotique » (contient des ions/molécules à des concentrations plus élevées que le sang), la vitesse est ralentie. D'autre part, les « fluides iso-osmotiques » (contenant de l'eau et des ions/molécules à la même concentration, osmolalité, que le sang) passent au même rythme que l'eau pure.
    • L'ajout de petites quantités de sel et de sucre augmente le taux d'absorption d'eau de l'intestin (Maughan 1991).

         

        Dans cet esprit, vous pouvez fabriquer votre propre « liquide de réhydratation » ou choisir parmi un grand nombre de produits commerciaux. Normalement, l'équilibre hydrique et électrolytique est rétabli en buvant pendant les repas. Les travailleurs ou les athlètes ayant de grandes pertes de sueur devraient être encouragés à boire plus que leur envie. La sueur contient environ 1 à 3 g de NaCl par litre. Cela signifie que des pertes sudorales supérieures à 5 litres par jour peuvent entraîner une carence en chlorure de sodium, à moins que l'alimentation ne soit complétée.

        Il est également conseillé aux travailleurs et aux athlètes de contrôler leur équilibre hydrique en se pesant régulièrement, par exemple le matin (à la même heure et dans les mêmes conditions) et d'essayer de maintenir un poids constant. Cependant, un changement de poids corporel ne reflète pas nécessairement le degré d'hypohydratation. L'eau est chimiquement liée au glycogène, le stock de glucides dans les muscles, et libérée lorsque le glycogène est utilisé pendant l'exercice. Des changements de poids allant jusqu'à environ 1 kg peuvent survenir, en fonction de la teneur en glycogène du corps. Le poids corporel "du matin au matin" montre également des changements dus aux "variations biologiques" de la teneur en eau - par exemple, chez les femmes en relation avec le cycle menstruel jusqu'à 1 à 2 kg d'eau peuvent être retenus pendant la phase prémenstruelle ("prémenstruel tension").

        Le contrôle de l'eau et des électrolytes

        Le volume des compartiments hydriques corporels, c'est-à-dire les volumes de liquide extracellulaire et intracellulaire, et leurs concentrations d'électrolytes sont maintenus très constants grâce à un équilibre régulé entre l'apport et la perte de liquide et de substances.

        L'eau provient de la consommation d'aliments et de liquides, et une partie est libérée par des processus métaboliques, notamment la combustion de graisses et de glucides provenant des aliments. La perte d'eau a lieu dans les poumons pendant la respiration, où l'air inspiré absorbe l'eau dans les poumons des surfaces humides des voies respiratoires avant d'être expiré. L'eau diffuse également à travers la peau en petite quantité dans des conditions confortables pendant le repos. Cependant, lors de la transpiration, l'eau peut être perdue à un rythme supérieur à 1 à 2 l/h pendant plusieurs heures. La teneur en eau du corps est contrôlée. L'augmentation de la perte d'eau par la transpiration est compensée par la consommation d'alcool et par une réduction de la formation d'urine, tandis que l'excès d'eau est excrété par une augmentation de la production d'urine.

        Ce contrôle à la fois de l'apport et de la production d'eau est exercé par le système nerveux autonome et par les hormones. La soif va augmenter la consommation d'eau, et la perte d'eau par les reins est régulée ; le volume et la composition électrolytique de l'urine sont sous contrôle. Les capteurs du mécanisme de contrôle se trouvent dans le cœur, répondant à la « plénitude » du système vasculaire. Si le remplissage du cœur est réduit, par exemple après une perte de sueur, les récepteurs vont signaler ce message aux centres cérébraux responsables de la sensation de soif, et aux zones qui induisent une libération d'hormone anti-diurétique (ADH) à partir de l'hypophyse postérieure. Cette hormone agit pour réduire le volume d'urine.

        De même, des mécanismes physiologiques contrôlent la composition électrolytique des fluides corporels via des processus dans les reins. La nourriture contient des nutriments, des minéraux, des vitamines et des électrolytes. Dans le contexte actuel, l'apport de chlorure de sodium est la question importante. L'apport alimentaire en sodium varie selon les habitudes alimentaires, entre 10 et 20 à 30 g par jour. C'est normalement beaucoup plus que nécessaire, donc l'excès est excrété par les reins, contrôlés par l'action de multiples mécanismes hormonaux (angiotensine, aldostérone, ANF, etc.) qui sont contrôlés par des stimuli provenant d'osmorécepteurs dans le cerveau et dans les reins. , répondant à l'osmolalité de principalement Na+ et Cl- dans le sang et dans le liquide des reins, respectivement.

        Différences interindividuelles et ethniques

        On peut s'attendre à des différences entre les hommes et les femmes ainsi qu'entre les personnes plus jeunes et plus âgées en réaction à la chaleur. Ils diffèrent par certaines caractéristiques susceptibles d'influencer le transfert de chaleur, telles que la surface, le rapport taille/poids, l'épaisseur des couches de graisse cutanée isolante, et par la capacité physique à produire du travail et de la chaleur (capacité aérobie » taux de consommation maximale d'oxygène). Les données disponibles suggèrent que la tolérance à la chaleur est réduite chez les personnes âgées. Ils commencent à transpirer plus tard que les jeunes, et les personnes âgées réagissent avec un flux sanguin plus élevé dans leur peau lors d'une exposition à la chaleur.

        En comparant les sexes, on a observé que les femmes tolèrent mieux la chaleur humide que les hommes. Dans cet environnement, l'évaporation de la sueur est réduite, de sorte que la surface/masse légèrement plus grande chez les femmes pourrait être à leur avantage. Cependant, la capacité aérobie est un facteur important à considérer lors de la comparaison d'individus exposés à la chaleur. Dans des conditions de laboratoire, les réponses physiologiques à la chaleur sont similaires, si des groupes de sujets ayant la même capacité de travail physique ("absorption maximale d'oxygène" - VO2 max) sont testés - par exemple, les hommes plus jeunes et plus âgés, ou les hommes contre les femmes (Pandolf et al. 1988). Dans ce cas, une certaine tâche de travail (exercice sur un vélo ergomètre) entraînera la même charge sur le système circulatoire, c'est-à-dire la même fréquence cardiaque et la même élévation de la température centrale, indépendamment de l'âge et du sexe.

        Les mêmes considérations sont valables pour la comparaison entre groupes ethniques. Lorsque les différences de taille et de capacité aérobie sont prises en compte, aucune différence significative due à la race ne peut être mise en évidence. Mais dans la vie quotidienne en général, les personnes âgées ont en moyenne un VO plus faible2 max que les personnes plus jeunes, et les femmes un VO plus faible2 max que les hommes du même groupe d'âge.

        Par conséquent, lors de l'exécution d'une tâche spécifique qui consiste en un certain rythme de travail absolu (mesuré, par exemple, en watts), la personne ayant une capacité aérobie inférieure aura une fréquence cardiaque et une température corporelle plus élevées et sera moins en mesure de faire face à l'effort supplémentaire. de la chaleur externe, qu'un avec un VO plus élevé2 max.

        Aux fins de la santé et de la sécurité au travail, un certain nombre d'indices de stress thermique ont été élaborés. Dans ceux-ci, la grande variation interindividuelle en réponse à la chaleur et au travail est prise en compte, ainsi que les environnements chauds spécifiques pour lesquels l'indice est construit. Ceux-ci sont traités ailleurs dans ce chapitre.

        Les personnes exposées à plusieurs reprises à la chaleur toléreront mieux la chaleur même après quelques jours. Ils s'acclimatent. Le taux de transpiration est augmenté et le refroidissement accru de la peau qui en résulte entraîne une baisse de la température centrale et de la fréquence cardiaque pendant le travail dans les mêmes conditions.

        Par conséquent, l'acclimatation artificielle du personnel susceptible d'être exposé à une chaleur extrême (pompiers, secouristes, militaires) sera probablement bénéfique pour réduire la fatigue.

        En résumé, plus une personne produit de chaleur, plus elle doit en dissiper. Dans un environnement chaud, l'évaporation de la sueur est le facteur limitant de la perte de chaleur. Les différences interindividuelles dans la capacité de sudation sont considérables. Alors que certaines personnes n'ont pas du tout de glandes sudoripares, dans la plupart des cas, avec un entraînement physique et une exposition répétée à la chaleur, la quantité de sueur produite lors d'un test de stress thermique standard est augmentée. Le stress thermique entraîne une augmentation de la fréquence cardiaque et de la température centrale. Une fréquence cardiaque maximale et/ou une température centrale d'environ 40 ºC fixent la limite physiologique absolue de la performance au travail dans un environnement chaud (Nielsen 1994).

         

        Noir

        Mercredi, Mars 16 2011 21: 39

        Troubles liés à la chaleur

        Une température ambiante élevée, une humidité élevée, un exercice intense ou une mauvaise dissipation de la chaleur peuvent provoquer divers troubles liés à la chaleur. Ils comprennent la syncope de chaleur, l'œdème de chaleur, les crampes de chaleur, l'épuisement par la chaleur et le coup de chaleur en tant que troubles systémiques, et les lésions cutanées en tant que troubles locaux.

        Troubles systémiques

        Les crampes de chaleur, l'épuisement dû à la chaleur et le coup de chaleur ont une importance clinique. Les mécanismes sous-jacents au développement de ces troubles systémiques sont l'insuffisance circulatoire, le déséquilibre hydrique et électrolytique et/ou l'hyperthermie (température corporelle élevée). Le plus grave de tous est le coup de chaleur, qui peut entraîner la mort s'il n'est pas traité rapidement et correctement.

        Deux populations distinctes sont à risque de développer des troubles liés à la chaleur, à l'exclusion des nourrissons. La première et la plus grande population est celle des personnes âgées, en particulier les pauvres et les personnes souffrant de maladies chroniques, telles que le diabète sucré, l'obésité, la malnutrition, l'insuffisance cardiaque congestive, l'alcoolisme chronique, la démence et la nécessité d'utiliser des médicaments qui interfèrent avec la thermorégulation. La deuxième population à risque de souffrir de troubles liés à la chaleur comprend les individus en bonne santé qui tentent un effort physique prolongé ou sont exposés à un stress thermique excessif. Les facteurs prédisposant les jeunes actifs aux troubles liés à la chaleur, autres que le dysfonctionnement congénital et acquis des glandes sudoripares, comprennent une mauvaise forme physique, un manque d'acclimatation, une faible efficacité au travail et un rapport réduit entre la surface cutanée et la masse corporelle.

        Syncope de chaleur

        La syncope est une perte de conscience transitoire résultant d'une réduction du débit sanguin cérébral, précédée fréquemment de pâleur, de troubles de la vision, d'étourdissements et de nausées. Il peut survenir chez les personnes souffrant de stress thermique. Le terme effondrement de la chaleur a été utilisé comme synonyme de syncope de chaleur. Les symptômes ont été attribués à une vasodilatation cutanée, à une accumulation posturale de sang avec pour conséquence une diminution du retour veineux vers le cœur et une réduction du débit cardiaque. Une déshydratation légère, qui se développe chez la plupart des personnes exposées à la chaleur, contribue à la probabilité de syncope due à la chaleur. Les personnes qui souffrent de maladies cardiovasculaires ou qui ne sont pas acclimatées sont prédisposées à l'effondrement dû à la chaleur. Les victimes reprennent généralement conscience rapidement après avoir été allongées sur le dos.

        Œdème de chaleur

        Un léger œdème dépendant, c'est-à-dire un gonflement des mains et des pieds, peut se développer chez des individus non acclimatés exposés à un environnement chaud. Il survient généralement chez les femmes et disparaît avec l'acclimatation. Il disparaît en quelques heures après que le patient a été couché dans un endroit plus frais.

        Crampes de chaleur

        Des crampes de chaleur peuvent survenir après une forte transpiration provoquée par un travail physique prolongé. Des spasmes douloureux se développent dans les membres et les muscles abdominaux soumis à un travail intensif et à la fatigue, tandis que la température corporelle n'augmente guère. Ces crampes sont causées par la déplétion en sel qui se produit lorsque la perte d'eau due à une transpiration abondante et prolongée est complétée par de l'eau pure sans sel supplémentaire et lorsque la concentration de sodium dans le sang est tombée en dessous d'un niveau critique. Les crampes de chaleur elles-mêmes sont une condition relativement inoffensive. Les attaques sont généralement observées chez des personnes physiquement aptes qui sont capables d'un effort physique soutenu, et étaient autrefois appelées « crampes du mineur » ou « crampes du coupeur de canne » parce qu'elles se produisaient souvent chez ces ouvriers.

        Le traitement des crampes de chaleur consiste en l'arrêt de l'activité, le repos dans un endroit frais et le remplacement des liquides et des électrolytes. L'exposition à la chaleur doit être évitée pendant au moins 24 à 48 heures.

        Épuisement par la chaleur

        L'épuisement par la chaleur est le trouble dû à la chaleur le plus fréquemment rencontré en clinique. Elle résulte d'une déshydratation sévère après qu'une énorme quantité de sueur ait été perdue. Il survient généralement chez les jeunes personnes par ailleurs en bonne santé qui entreprennent un effort physique prolongé (épuisement par la chaleur induit par l'effort), comme les coureurs de marathon, les joueurs de sports de plein air, les recrues militaires, les mineurs de charbon et les ouvriers du bâtiment. La caractéristique fondamentale de ce trouble est une déficience circulatoire due à une déplétion hydrique et/ou saline. Il peut être considéré comme un stade naissant du coup de chaleur et, s'il n'est pas traité, il peut éventuellement évoluer vers un coup de chaleur. Il a été classiquement divisé en deux types : l'épuisement thermique par épuisement hydrique et celui par épuisement salin ; mais de nombreux cas sont un mélange des deux types.

        L'épuisement dû à la chaleur par épuisement de l'eau se développe à la suite d'une transpiration abondante prolongée et d'une consommation d'eau insuffisante. La sueur contenant des ions sodium à une concentration allant de 30 à 100 milliéquivalents par litre, inférieure à celle du plasma, une forte perte de sueur entraîne une hypohydratation (diminution de la teneur en eau du corps) et une hypernatrémie (augmentation de la concentration de sodium dans le plasma). L'épuisement par la chaleur se caractérise par la soif, la faiblesse, la fatigue, les étourdissements, l'anxiété, l'oligurie (miction peu abondante), la tachycardie (rythme cardiaque rapide) et l'hyperthermie modérée (39 °C ou plus). La déshydratation entraîne également une diminution de l'activité sudoripare, une élévation de la température de la peau et une augmentation des taux de protéines plasmatiques et de sodium plasmatique ainsi que de la valeur de l'hématocrite (le rapport du volume des cellules sanguines au volume sanguin).

        Le traitement consiste à permettre à la victime de se reposer en position couchée avec les genoux levés, dans un environnement frais, en essuyant le corps avec une serviette ou une éponge froide et en remplaçant la perte de liquide par de la boisson ou, si l'ingestion orale est impossible, par une perfusion intraveineuse. Les quantités d'eau et de sel, la température corporelle et le poids corporel doivent être surveillés attentivement. L'ingestion d'eau ne doit pas être régulée en fonction de la sensation subjective de soif de la victime, en particulier lorsque la perte de liquide est reconstituée avec de l'eau pure, car la dilution du sang induit facilement la disparition de la soif et la diurèse de dilution, retardant ainsi le rétablissement de l'équilibre hydrique corporel. Ce phénomène d'ingestion insuffisante d'eau est appelé déshydratation volontaire. De plus, une alimentation en eau sans sel peut compliquer les troubles thermiques, comme décrit ci-dessous. Une déshydratation de plus de 3 % du poids corporel doit toujours être traitée par un remplacement de l'eau et des électrolytes.

        L'épuisement dû à la chaleur par épuisement du sel résulte d'une transpiration abondante prolongée et du remplacement de l'eau et d'un manque de sel. Sa survenue est favorisée par une acclimatation incomplète, des vomissements et des diarrhées, etc. Ce type d'épuisement par la chaleur se développe généralement quelques jours après le développement de l'épuisement de l'eau. Elle est plus fréquemment rencontrée chez les personnes âgées sédentaires exposées à la chaleur qui ont bu une grande quantité d'eau pour étancher leur soif. Maux de tête, étourdissements, faiblesse, fatigue, nausées, vomissements, diarrhée, anorexie, spasmes musculaires et confusion mentale sont des symptômes courants. Dans les examens sanguins, une diminution du volume plasmatique, une augmentation de l'hématocrite et des taux de protéines plasmatiques et une hypercalcémie (excès de calcium sanguin) sont notées.

        Une détection précoce et une prise en charge rapide sont essentielles, cette dernière consistant à laisser le patient se reposer en position couchée dans une pièce fraîche et à prévoir un renouvellement de l'eau et des électrolytes. L'osmolarité ou la gravité spécifique de l'urine doit être surveillée, tout comme les taux d'urée, de sodium et de chlorure dans le plasma, et la température corporelle, le poids corporel et la consommation d'eau et de sel doivent également être enregistrés. Si la maladie est traitée de manière adéquate, les victimes se sentent généralement bien en quelques heures et se rétablissent sans séquelles. Si ce n'est pas le cas, il peut facilement s'agir d'un coup de chaleur.

        Coup de chaleur

        Le coup de chaleur est une urgence médicale grave qui peut entraîner la mort. Il s'agit d'une affection clinique complexe dans laquelle une hyperthermie incontrôlable provoque des lésions tissulaires. Une telle élévation de la température corporelle est causée initialement par une congestion thermique sévère due à une charge thermique excessive, et l'hyperthermie qui en résulte induit un dysfonctionnement du système nerveux central, y compris une défaillance du mécanisme de thermorégulation normal, accélérant ainsi l'élévation de la température corporelle. Le coup de chaleur se produit essentiellement sous deux formes : le coup de chaleur classique et le coup de chaleur induit par l'effort. Le premier se développe chez des individus très jeunes, âgés, obèses ou inaptes entreprenant des activités normales lors d'une exposition prolongée à des températures environnementales élevées, tandis que le second survient particulièrement chez les jeunes adultes actifs lors d'efforts physiques. De plus, il existe une forme mixte de chaleur présentant des caractéristiques compatibles avec les deux formes ci-dessus.

        Les personnes âgées, en particulier celles qui ont une maladie chronique sous-jacente, comme les maladies cardiovasculaires, le diabète sucré et l'alcoolisme, et celles qui prennent certains médicaments, en particulier les psychotropes, courent un risque élevé de coup de chaleur classique. Lors de vagues de chaleur prolongées, par exemple, le taux de mortalité de la population de plus de 60 ans a été enregistré comme plus de dix fois supérieur à celui de la population de 60 ans et moins. Une mortalité tout aussi élevée dans la population âgée a également été signalée chez les musulmans lors du pèlerinage de La Mecque, où la forme mixte de coup de chaleur s'est avérée prévalente. Les facteurs prédisposant les personnes âgées au coup de chaleur, autres que les maladies chroniques mentionnées ci-dessus, comprennent une perception thermique réduite, des réponses vasomotrices et sudomotrices (réflexe de transpiration) lentes aux changements de charge thermique et une capacité réduite d'acclimatation à la chaleur.

        Les personnes qui travaillent ou font de l'exercice vigoureusement dans des environnements chauds et humides courent un risque élevé de maladie causée par la chaleur, qu'il s'agisse d'un épuisement dû à la chaleur ou d'un coup de chaleur. Les athlètes soumis à un stress physique élevé peuvent être victimes d'hyperthermie en produisant une chaleur métabolique à un rythme élevé, même lorsque l'environnement n'est pas très chaud, et ont souvent souffert de stress thermique en conséquence. Les non-athlètes relativement inaptes courent moins de risques à cet égard tant qu'ils réalisent leur propre capacité et limitent leurs efforts en conséquence. Cependant, lorsqu'ils pratiquent un sport pour le plaisir et qu'ils sont très motivés et enthousiastes, ils essaient souvent de s'exercer à une intensité supérieure à celle pour laquelle ils ont été entraînés et peuvent succomber à une maladie due à la chaleur (généralement un épuisement dû à la chaleur). Une mauvaise acclimatation, une hydratation insuffisante, une tenue vestimentaire inadaptée, une consommation d'alcool et des maladies cutanées entraînant une anhidrose (diminution ou absence de transpiration), notamment la chaleur épineuse (voir ci-dessous), aggravent les symptômes.

        Les enfants sont plus sensibles à l'épuisement par la chaleur ou aux coups de chaleur que les adultes. Ils produisent plus de chaleur métabolique par unité de masse et sont moins capables de dissiper la chaleur en raison d'une capacité relativement faible à produire de la sueur.

        Caractéristiques cliniques du coup de chaleur

        Le coup de chaleur est défini par trois critères :

        1. hyperthermie sévère avec une température centrale (profonde du corps) dépassant généralement 42 ºC
        2. troubles du système nerveux central
        3. peau chaude et sèche avec arrêt de la transpiration.

         

        Le diagnostic de coup de chaleur est facile à établir lorsque cette triade de critères est remplie. Cependant, il peut être manqué lorsque l'un de ces critères est absent, obscur ou négligé. Par exemple, à moins que la température centrale ne soit mesurée correctement et sans délai, une hyperthermie sévère peut ne pas être reconnue ; ou, à un stade très précoce du coup de chaleur induit par l'effort, la transpiration peut encore persister ou même être abondante et la peau peut être humide.

        L'apparition d'un coup de chaleur est généralement brutale et sans symptômes précurseurs, mais certains patients présentant un coup de chaleur imminent peuvent présenter des symptômes et des signes de troubles du système nerveux central. Ils comprennent les maux de tête, les nausées, les étourdissements, la faiblesse, la somnolence, la confusion, l'anxiété, la désorientation, l'apathie, l'agressivité et les comportements irrationnels, les tremblements, les contractions musculaires et les convulsions. Une fois le coup de chaleur survenu, des troubles du système nerveux central sont présents dans tous les cas. Le niveau de conscience est souvent déprimé, le coma profond étant le plus fréquent. Les convulsions surviennent dans la majorité des cas, en particulier chez les personnes en bonne forme physique. Les signes de dysfonctionnement cérébelleux sont importants et peuvent persister. Des pupilles pointues sont fréquemment observées. L'ataxie cérébelleuse (manque de coordination musculaire), l'hémiplégie (paralysie d'un côté du corps), l'aphasie et l'instabilité émotionnelle peuvent persister chez certains survivants.

        Des vomissements et de la diarrhée surviennent souvent. La tachypnée (respiration rapide) est généralement présente initialement et le pouls peut être faible et rapide. L'hypotension, l'une des complications les plus courantes, résulte d'une déshydratation marquée, d'une vasodilatation périphérique étendue et d'une éventuelle dépression du muscle cardiaque. Une insuffisance rénale aiguë peut être observée dans les cas graves, en particulier lors d'un coup de chaleur induit par l'effort.

        Les hémorragies surviennent dans tous les organes parenchymateux, dans la peau (où elles sont appelées pétéchies) et dans le tractus gastro-intestinal dans les cas graves. Les manifestations hémorragiques cliniques comprennent le méléna (selles sombres et goudronneuses), l'hématémèse (vomissements sanguins), l'hématurie (urine sanglante), l'hémoptysie (crachats de sang), l'épistaxis (saignement de nez), le purpura (taches violettes), l'ecchymose (marques noires et bleues) et hémorragie conjonctivale. La coagulation intravasculaire est fréquente. La diathèse hémorragique (tendance hémorragique) est généralement associée à une coagulation intravasculaire disséminée (CIVD). La DIC survient principalement dans les coups de chaleur induits par l'effort, où l'activité fibrinolytique (dissolution des caillots) du plasma est augmentée. D'autre part, une diminution du nombre de plaquettes, un allongement du temps de prothrombine, une déplétion des facteurs de coagulation et une augmentation du niveau des produits de dégradation de la fibrine (FDP) sont provoqués par l'hyperthermie du corps entier. Les patients présentant des signes de DIC et des saignements ont une température centrale plus élevée, une pression artérielle plus basse, un pH et une pO du sang artériel plus bas2, une incidence plus élevée d'oligurie ou d'anurie et de choc, et un taux de mortalité plus élevé.

        Le choc est également une complication fréquente. Elle est attribuable à une insuffisance circulatoire périphérique et est aggravée par la DIC, qui provoque la dissémination de caillots dans le système microcirculatoire.

        Traitement du coup de chaleur

        Le coup de chaleur est une urgence médicale qui nécessite un diagnostic rapide et un traitement rapide et agressif pour sauver la vie du patient. Une mesure correcte de la température centrale est obligatoire : la température rectale ou œsophagienne doit être mesurée à l'aide d'un thermomètre pouvant lire jusqu'à 45 °C. La mesure des températures buccales et axillaires doit être évitée car elles peuvent varier considérablement de la température centrale réelle.

        L'objectif des mesures de traitement est d'abaisser la température corporelle en réduisant la charge thermique et en favorisant la dissipation de la chaleur de la peau. Le traitement comprend le déplacement du patient dans un endroit sûr, frais, ombragé et bien ventilé, le retrait des vêtements inutiles et l'éventation. Le refroidissement du visage et de la tête peut favoriser un refroidissement bénéfique du cerveau.

        L'efficacité de certaines techniques de refroidissement a été remise en question. Il a été avancé que le fait de placer des compresses froides sur les principaux vaisseaux sanguins du cou, de l'aine et des aisselles et d'immerger le corps dans de l'eau froide ou de le recouvrir de serviettes glacées peut favoriser les frissons et la vasoconstriction cutanée, empêchant ainsi l'efficacité du refroidissement. Traditionnellement, l'immersion dans un bain d'eau glacée, associée à un massage vigoureux de la peau pour minimiser la vasoconstriction cutanée, a été recommandée comme traitement de choix, une fois que le patient est amené dans un établissement médical. Cette méthode de refroidissement présente plusieurs inconvénients : il y a les difficultés d'allaitement posées par la nécessité d'administrer de l'oxygène et des fluides et de surveiller en permanence la tension artérielle et l'électrocardiogramme, et il y a les problèmes hygiéniques de contamination du bain par les vomissures et la diarrhée des personnes comateuses. les patients. Une approche alternative consiste à pulvériser une brume fraîche sur le corps du patient tout en ventilant pour favoriser l'évaporation de la peau. Cette méthode de refroidissement peut réduire la température à cœur de 0.03 à 0.06 ºC/min.

        Des mesures pour prévenir les convulsions, les convulsions et les frissons doivent également être initiées immédiatement. La surveillance cardiaque continue et la détermination des taux d'électrolytes sériques et l'analyse des gaz sanguins artériels et veineux sont essentielles, et la perfusion intraveineuse de solutions d'électrolytes à une température relativement basse d'environ 10 °C, associée à une oxygénothérapie contrôlée, doit être commencée en temps opportun. L'intubation trachéale pour protéger les voies respiratoires, l'insertion d'un cathéter cardiaque pour estimer la pression veineuse centrale, la mise en place d'une sonde gastrique et l'insertion d'une sonde urinaire peuvent également être incluses parmi les mesures supplémentaires recommandées.

        Prévention des coups de chaleur

        Pour la prévention du coup de chaleur, une grande variété de facteurs humains doivent être pris en compte, tels que l'acclimatation, l'âge, la corpulence, l'état de santé général, la consommation d'eau et de sel, les vêtements, les particularités de la dévotion religieuse et l'ignorance ou la tendance à la négligence, réglementations destinées à promouvoir la santé publique.

        Préalablement à un effort physique dans un environnement chaud, les travailleurs, sportifs ou pèlerins doivent être informés de la charge de travail et du niveau de stress thermique qu'ils peuvent rencontrer, ainsi que des risques de coup de chaleur. Une période d'acclimatation est recommandée avant de risquer une activité physique vigoureuse et/ou une exposition sévère. Le niveau d'activité doit être adapté à la température ambiante et l'effort physique doit être évité ou au moins minimisé pendant les heures les plus chaudes de la journée. Pendant l'effort physique, l'accès gratuit à l'eau est obligatoire. Étant donné que les électrolytes sont perdus dans la sueur et que la possibilité d'ingestion volontaire d'eau peut être limitée, retardant ainsi la restitution de la déshydratation thermique, les électrolytes doivent également être remplacés en cas de transpiration abondante. Une tenue vestimentaire appropriée est également une mesure importante. Les vêtements composés de tissus à la fois absorbants et perméables à l'air et à la vapeur d'eau facilitent l'évacuation de la chaleur.

        Problèmes de Peau

        conteneurs est le trouble cutané le plus courant associé à la charge thermique. Cela se produit lorsque la diffusion de la sueur sur la surface de la peau est empêchée en raison de l'obstruction des canaux sudoripares. Le syndrome de rétention de la sueur survient lorsque l'anhidrose (incapacité à évacuer la sueur) est répandue sur la surface du corps et prédispose le patient au coup de chaleur.

        La miliaire est généralement induite par un effort physique dans un environnement chaud et humide; par les maladies fébriles ; par l'application de compresses humides, de bandages, de plâtres ou de pansements adhésifs ; et en portant des vêtements peu perméables. La miliaire peut être classée en trois types, selon la profondeur de la rétention de sueur : miliaire cristalline, miliaire rubra et miliaire profonde.

        La miliaire cristalline est causée par la rétention de sueur à l'intérieur ou juste en dessous de la couche cornée de la peau, où l'on peut voir de minuscules cloques claires et non inflammatoires. Ils apparaissent généralement dans les "récoltes" après un coup de soleil grave ou lors d'une maladie fébrile. Ce type de miliaire est par ailleurs asymptomatique, le moins pénible, et guérit spontanément en quelques jours, lorsque les vésicules éclatent pour laisser des squames.

        La miliaria rubra survient lorsqu'une charge thermique intense provoque une transpiration prolongée et abondante. C'est le type de miliaire le plus courant, dans lequel la sueur s'accumule dans l'épiderme. Des papules rouges, des vésicules ou des pustules se forment, accompagnées de sensations de brûlure et de démangeaisons (chaleur épineuse). Le conduit sudoral est bouché au niveau de la partie terminale. La production du bouchon est attribuable à l'action des bactéries aérobies résidentes, notamment les cocci, qui se multiplient fortement dans la couche cornée lorsqu'elle est hydratée par la sueur. Ils sécrètent une toxine qui endommage les cellules épithéliales cornées du canal sudoripare et provoque une réaction inflammatoire, précipitant un plâtre dans la lumière du canal sudoripare. L'infiltration par les leucocytes crée une impaction qui obstrue complètement le passage de la sueur pendant plusieurs semaines.

        Dans la miliaire profonde, la sueur est retenue dans le derme et produit des papules plates et inflammatoires, des nodules et des abcès, avec moins de démangeaisons que dans la miliaire rouge. La présence de ce type de miliaire est généralement confinée aux tropiques. Il peut se développer dans une séquence progressive à partir de la miliaria rubra après des épisodes répétés de transpiration abondante, la réaction inflammatoire s'étendant vers le bas à partir des couches supérieures de la peau.

        Asthénie anhidrotique tropicale. Le terme est devenu monnaie courante pendant la Seconde Guerre mondiale, lorsque les troupes déployées sur des théâtres tropicaux ont souffert d'éruptions cutanées et d'intolérance à la chaleur. C'est une modalité du syndrome de rétention de la sueur rencontrée dans les environnements tropicaux chauds et humides. Elle se caractérise par une anhidrose et des éruptions cutanées de type miliaire, accompagnées de symptômes de congestion due à la chaleur, tels que palpitations, pulsations rapides, hyperthermie, maux de tête, faiblesse et incapacité progressive à rapide à tolérer une activité physique à la chaleur. Elle est généralement précédée d'une miliaria rubra généralisée.

        Traitement. Le traitement initial et essentiel de la miliaire et du syndrome de rétention de sueur consiste à transférer la personne atteinte dans un environnement frais. Des douches fraîches et un séchage doux de la peau ainsi que l'application d'une lotion à la calamine peuvent atténuer la détresse du patient. L'application de bactériostatiques chimiques est efficace pour empêcher l'expansion de la microflore et est préférable à l'utilisation d'antibiotiques, qui peuvent conduire ces micro-organismes à acquérir une résistance.

        Les impactions dans le canal sudoripare disparaissent après environ 3 semaines à la suite du renouvellement épidermique.

         

        Noir

        Mercredi, Mars 16 2011 21: 41

        Prévention du stress thermique

        Bien que les êtres humains possèdent une capacité considérable à compenser le stress thermique naturel, de nombreux environnements professionnels et/ou activités physiques exposent les travailleurs à des charges thermiques si excessives qu'elles menacent leur santé et leur productivité. Dans cet article, une variété de techniques sont décrites qui peuvent être utilisées pour minimiser l'incidence des troubles liés à la chaleur et réduire la gravité des cas lorsqu'ils se produisent. Les interventions se répartissent en cinq catégories : maximiser la tolérance à la chaleur chez les personnes exposées, assurer le remplacement rapide des fluides et des électrolytes perdus, modifier les pratiques de travail pour réduire la charge thermique d'effort, contrôler techniquement les conditions climatiques et utiliser des vêtements de protection.

        Les facteurs extérieurs au chantier pouvant affecter la tolérance thermique ne doivent pas être ignorés dans l'évaluation de l'étendue de l'exposition et par conséquent dans l'élaboration de stratégies de prévention. Par exemple, la charge physiologique totale et la susceptibilité potentielle aux troubles liés à la chaleur seront beaucoup plus élevées si le stress thermique se poursuit pendant les heures de repos par le biais d'un deuxième emploi, d'activités de loisirs intenses ou de la vie dans des locaux constamment chauds. De plus, l'état nutritionnel et l'hydratation peuvent refléter les habitudes alimentaires et de boisson, qui peuvent également changer avec la saison ou les observances religieuses.

        Maximiser la tolérance individuelle à la chaleur

        Les candidats aux métiers chauds doivent être généralement en bonne santé et posséder des qualités physiques adaptées au travail à effectuer. L'obésité et les maladies cardiovasculaires sont des conditions qui ajoutent aux risques, et les personnes ayant des antécédents de maladies inexpliquées ou répétitives liées à la chaleur ne devraient pas être affectées à des tâches impliquant un stress thermique sévère. Diverses caractéristiques physiques et physiologiques susceptibles d'affecter la tolérance à la chaleur sont décrites ci-dessous et se répartissent en deux catégories générales : les caractéristiques inhérentes indépendantes de la volonté de l'individu, telles que la taille, le sexe, l'origine ethnique et l'âge ; et les caractéristiques acquises, qui sont au moins en partie soumises à un contrôle et comprennent la forme physique, l'acclimatation à la chaleur, l'obésité, les conditions médicales et le stress auto-induit.

        Les travailleurs devraient être informés de la nature du stress thermique et de ses effets néfastes ainsi que des mesures de protection prévues sur le lieu de travail. Il faut leur apprendre que la tolérance à la chaleur dépend dans une large mesure du fait de boire suffisamment d'eau et d'avoir une alimentation équilibrée. De plus, les travailleurs devraient être informés des signes et symptômes des troubles liés à la chaleur, qui comprennent les étourdissements, les évanouissements, l'essoufflement, les palpitations et la soif extrême. Ils devraient également apprendre les bases des premiers secours et savoir où appeler à l'aide lorsqu'ils reconnaissent ces signes en eux-mêmes ou chez les autres.

        La direction devrait mettre en place un système de signalement des incidents liés à la chaleur au travail. La survenue de troubles liés à la chaleur chez plus d'une personne - ou à plusieurs reprises chez une seule personne - est souvent un avertissement de problèmes graves imminents et indique la nécessité d'une évaluation immédiate de l'environnement de travail et d'un examen de l'adéquation des mesures préventives.

        Caractéristiques humaines affectant l'adaptation

        Dimensions du corps. Les enfants et les adultes de très petite taille sont confrontés à deux inconvénients potentiels pour travailler dans des environnements chauds. Tout d'abord, le travail imposé de l'extérieur représente une charge relative plus importante pour un corps à faible masse musculaire, induisant une élévation plus importante de la température centrale du corps et une apparition plus rapide de la fatigue. De plus, le rapport surface/masse plus élevé des personnes de petite taille peut être un inconvénient dans des conditions extrêmement chaudes. Ensemble, ces facteurs peuvent expliquer pourquoi les hommes pesant moins de 50 kg présentaient un risque accru de malaise dû à la chaleur dans les activités minières profondes.

        Le genre. Les premières études de laboratoire sur les femmes semblaient montrer qu'elles étaient relativement intolérantes au travail dans la chaleur, par rapport aux hommes. Cependant, nous reconnaissons maintenant que presque toutes les différences peuvent être expliquées en termes de taille corporelle et de niveaux acquis de forme physique et d'acclimatation à la chaleur. Cependant, il existe des différences mineures entre les sexes dans les mécanismes de dissipation de la chaleur : des taux de sudation maximaux plus élevés chez les hommes peuvent améliorer la tolérance aux environnements extrêmement chauds et secs, tandis que les femmes sont mieux à même de supprimer la transpiration excessive et donc de conserver l'eau corporelle et donc la chaleur dans les environnements chauds et humides. . Bien que le cycle menstruel soit associé à un changement de la température corporelle basale et modifie légèrement les réponses thermorégulatrices chez les femmes, ces ajustements physiologiques sont trop subtils pour influencer la tolérance à la chaleur et l'efficacité thermorégulatrice dans des situations de travail réelles.

        Lorsque l'on tient compte du physique et de la forme physique individuels, les hommes et les femmes sont essentiellement les mêmes dans leurs réponses au stress thermique et dans leur capacité à s'acclimater au travail dans des conditions chaudes. Pour cette raison, la sélection des travailleurs pour les emplois à chaud devrait être basée sur la santé et la capacité physique individuelles, et non sur le sexe. Les individus très petits ou sédentaires des deux sexes montreront une faible tolérance au travail en chaleur.

        L'effet de la grossesse sur la tolérance à la chaleur des femmes n'est pas clair, mais des niveaux hormonaux modifiés et les demandes circulatoires accrues du fœtus sur la mère peuvent augmenter sa susceptibilité à l'évanouissement. L'hyperthermie maternelle sévère (surchauffe) due à la maladie semble augmenter l'incidence des malformations fœtales, mais il n'y a aucune preuve d'un effet similaire du stress thermique professionnel.

        Ethnicité Bien que divers groupes ethniques soient originaires de climats différents, il existe peu de preuves de différences inhérentes ou génétiques en réponse au stress thermique. Tous les humains semblent fonctionner comme des animaux tropicaux ; leur capacité à vivre et à travailler dans une gamme de conditions thermiques reflète l'adaptation par un comportement complexe et le développement de la technologie. Les différences ethniques apparentes en réponse au stress thermique sont probablement liées à la taille corporelle, à l'histoire de vie individuelle et à l'état nutritionnel plutôt qu'à des traits inhérents.

        Âge. Les populations industrielles montrent généralement un déclin progressif de la tolérance à la chaleur après l'âge de 50 ans. Il existe certaines preuves d'une réduction obligatoire, associée à l'âge, de la vasodilatation cutanée (élargissement de la cavité des vaisseaux sanguins de la peau) et du taux de sudation maximal, mais la plupart des Le changement peut être attribué à des modifications du mode de vie qui réduisent l'activité physique et augmentent l'accumulation de graisse corporelle. L'âge ne semble pas altérer la tolérance à la chaleur ou la capacité à s'acclimater si l'individu maintient un niveau élevé de conditionnement aérobie. Cependant, les populations vieillissantes sont sujettes à une incidence croissante de maladies cardiovasculaires ou d'autres pathologies qui peuvent altérer la tolérance individuelle à la chaleur.

        Forme physique. Capacité aérobie maximale (VO2 max) est probablement le déterminant unique le plus important de la capacité d'un individu à effectuer un travail physique soutenu dans des conditions de chaleur. Comme indiqué ci-dessus, les premières découvertes de différences de groupe dans la tolérance à la chaleur qui étaient attribuées au sexe, à la race ou à l'âge sont maintenant considérées comme des manifestations de la capacité aérobie et de l'acclimatation à la chaleur.

        L'induction et le maintien d'une capacité de travail élevée nécessitent des défis répétitifs du système de transport de l'oxygène du corps par des exercices vigoureux pendant au moins 30 à 40 min, 3 à 4 jours par semaine. Dans certains cas, l'activité au travail peut fournir l'entraînement physique nécessaire, mais la plupart des emplois industriels sont moins pénibles et nécessitent une supplémentation par le biais d'un programme d'exercices réguliers pour une forme physique optimale.

        La perte de capacité aérobie (désentraînement) est relativement lente, de sorte que les week-ends ou les vacances de 1 à 2 semaines n'entraînent que des changements minimes. Les baisses graves de la capacité aérobie sont plus susceptibles de se produire au fil des semaines ou des mois lorsqu'une blessure, une maladie chronique ou un autre stress amène l'individu à modifier son mode de vie.

        Acclimatation à la chaleur. L'acclimatation au travail dans la chaleur peut accroître considérablement la tolérance humaine à un tel stress, de sorte qu'une tâche initialement au-delà des capacités de la personne non acclimatée peut devenir un travail plus facile après une période d'adaptation progressive. Les personnes ayant une bonne forme physique affichent généralement une acclimatation partielle à la chaleur et sont capables de terminer le processus plus rapidement et avec moins de stress que les personnes sédentaires. La saison peut également affecter le temps qui doit être accordé pour l'acclimatation; les travailleurs recrutés en été peuvent déjà être en partie acclimatés à la chaleur, tandis que les embauches en hiver nécessiteront une période d'adaptation plus longue.

        Dans la plupart des situations, l'acclimatation peut être induite par une introduction progressive du travailleur à la tâche brûlante. Par exemple, la nouvelle recrue peut être affectée à des travaux à chaud uniquement le matin ou pour des périodes de temps progressivement croissantes au cours des premiers jours. Une telle acclimatation sur le tas devrait avoir lieu sous la surveillance étroite d'un personnel expérimenté; le nouveau travailleur devrait avoir l'autorisation permanente de se retirer dans des conditions plus fraîches chaque fois que des symptômes d'intolérance se manifestent. Des conditions extrêmes peuvent justifier un protocole formel d'exposition progressive à la chaleur, comme celui utilisé pour les travailleurs des mines d'or sud-africaines.

        Le maintien d'une acclimatation complète à la chaleur nécessite une exposition au travail dans la chaleur trois à quatre fois par semaine; une fréquence plus faible ou une exposition passive à la chaleur ont un effet beaucoup plus faible et peuvent permettre une diminution progressive de la tolérance à la chaleur. Cependant, les week-ends de congé n'ont aucun effet mesurable sur l'acclimatation. L'arrêt de l'exposition pendant 2 à 3 semaines entraînera une perte de la majeure partie de l'acclimatation, bien qu'une partie soit conservée chez les personnes exposées au temps chaud et/ou à l'exercice aérobique régulier.

        Obésité. Une teneur élevée en graisse corporelle a peu d'effet direct sur la thermorégulation, car la dissipation de la chaleur au niveau de la peau implique des capillaires et des glandes sudoripares qui se trouvent plus près de la surface de la peau que la couche de graisse sous-cutanée de la peau. Cependant, les personnes obèses sont handicapées par leur surpoids car chaque mouvement demande un effort musculaire plus important et génère donc plus de chaleur que chez une personne maigre. De plus, l'obésité reflète souvent un mode de vie inactif avec une capacité aérobie réduite et une absence d'acclimatation à la chaleur.

        Conditions médicales et autres stress. La tolérance à la chaleur d'un travailleur un jour donné peut être altérée par diverses conditions. Les exemples incluent une maladie fébrile (température corporelle supérieure à la normale), une immunisation récente ou une gastro-entérite associée à une perturbation de l'équilibre hydrique et électrolytique. Les affections cutanées telles que les coups de soleil et les éruptions cutanées peuvent limiter la capacité à sécréter de la sueur. De plus, la sensibilité aux maladies causées par la chaleur peut être augmentée par des médicaments sur ordonnance, notamment des sympathomimétiques, des anticholinergiques, des diurétiques, des phénothiazines, des antidépresseurs cycliques et des inhibiteurs de la monoamine-oxydase.

        L'alcool est un problème courant et grave chez ceux qui travaillent dans la chaleur. L'alcool altère non seulement la consommation de nourriture et d'eau, mais agit également comme un diurétique (augmentation de la miction) et perturbe le jugement. Les effets néfastes de l'alcool se prolongent plusieurs heures après le moment de la consommation. Les alcooliques qui souffrent d'un coup de chaleur ont un taux de mortalité beaucoup plus élevé que les patients non alcooliques.

        Remplacement oral de l'eau et des électrolytes

        Hydratation. L'évaporation de la sueur est la principale voie de dissipation de la chaleur corporelle et devient le seul mécanisme de refroidissement possible lorsque la température de l'air dépasse la température corporelle. Les besoins en eau ne peuvent pas être réduits par la formation, mais uniquement en abaissant la charge thermique du travailleur. La perte d'eau humaine et la réhydratation ont été largement étudiées ces dernières années, et plus d'informations sont maintenant disponibles.

        Un être humain pesant 70 kg peut transpirer à un rythme de 1.5 à 2.0 l/h indéfiniment, et il est possible pour un travailleur de perdre plusieurs litres ou jusqu'à 10 % de son poids corporel au cours d'une journée dans un environnement extrêmement chaud. Une telle perte serait incapacitante à moins qu'au moins une partie de l'eau ne soit remplacée pendant le quart de travail. Cependant, étant donné que l'absorption d'eau par l'intestin culmine à environ 1.5 l/h pendant le travail, des taux de sudation plus élevés produiront une déshydratation cumulative tout au long de la journée.

        Boire pour étancher la soif n'est pas suffisant pour garder une personne bien hydratée. La plupart des gens ne prennent conscience de la soif qu'après avoir perdu 1 à 2 l d'eau corporelle, et les personnes très motivées pour effectuer un travail acharné peuvent subir des pertes de 3 à 4 l avant que la soif bruyante ne les oblige à s'arrêter et à boire. Paradoxalement, la déshydratation réduit la capacité à absorber l'eau de l'intestin. Par conséquent, les travailleurs des métiers chauds doivent être sensibilisés à l'importance de boire suffisamment d'eau pendant le travail et de continuer à se réhydrater généreusement pendant les heures de repos. Il faut aussi leur apprendre la valeur de la « préhydratation » - consommer une grande quantité d'eau immédiatement avant le début d'un stress thermique intense - car la chaleur et l'exercice empêchent le corps d'éliminer l'excès d'eau dans l'urine.

        La direction doit fournir un accès facile à l'eau ou à d'autres boissons appropriées qui favorisent la réhydratation. Tout obstacle physique ou procédural à la consommation d'alcool favorisera la déshydratation «volontaire» qui prédispose aux coups de chaleur. Les détails suivants sont essentiels à tout programme de maintien de l'hydratation :

        • De l'eau salubre et salubre doit être située à quelques pas de chaque travailleur ou apportée au travailleur toutes les heures, plus fréquemment dans les conditions les plus stressantes.
        • Des gobelets hygiéniques doivent être fournis, car il est presque impossible de se réhydrater à partir d'une fontaine à eau.
        • Les contenants d'eau doivent être ombragés ou refroidis à 15 à 20 ºC (les boissons glacées ne sont pas idéales car elles ont tendance à inhiber la consommation).

         

        Des arômes peuvent être utilisés pour améliorer l'acceptation de l'eau. Cependant, les boissons appréciées parce qu'elles « coupent » la soif ne sont pas recommandées, car elles inhibent la consommation avant que la réhydratation ne soit terminée. Pour cette raison, il est préférable de proposer de l'eau ou des boissons diluées et aromatisées et d'éviter la carbonatation, la caféine et les boissons fortement concentrées en sucre ou en sel.

        Nutrition. Bien que la sueur soit hypotonique (teneur en sel inférieure) par rapport au sérum sanguin, des taux de sudation élevés impliquent une perte continue de chlorure de sodium et de petites quantités de potassium, qui doivent être remplacées quotidiennement. De plus, le travail à la chaleur accélère le renouvellement des oligo-éléments dont le magnésium et le zinc. Tous ces éléments essentiels devraient normalement être obtenus à partir des aliments, de sorte que les travailleurs des métiers chauds devraient être encouragés à manger des repas bien équilibrés et à éviter de remplacer les barres chocolatées ou les collations, qui manquent d'éléments nutritionnels importants. Certains régimes alimentaires dans les pays industrialisés comprennent des niveaux élevés de chlorure de sodium, et les travailleurs qui suivent de tels régimes sont peu susceptibles de développer des déficits en sel ; mais d'autres régimes plus traditionnels peuvent ne pas contenir suffisamment de sel. Dans certaines conditions, il peut être nécessaire que l'employeur fournisse des collations salées ou d'autres aliments complémentaires pendant le quart de travail.

        Les pays industrialisés constatent une disponibilité accrue de « boissons pour sportifs » ou « désaltérants » qui contiennent du chlorure de sodium, du potassium et des glucides. L'élément vital de toute boisson est l'eau, mais les boissons électrolytiques peuvent être utiles chez les personnes qui ont déjà développé une déshydratation importante (perte d'eau) combinée à une déplétion électrolytique (perte de sel). Ces boissons sont généralement riches en sel et doivent être mélangées avec des volumes d'eau égaux ou supérieurs avant consommation. Un mélange beaucoup plus économique pour la réhydratation orale peut être réalisé selon la recette suivante : à un litre d'eau potable, ajouter 40 g de sucre (saccharose) et 6 g de sel (chlorure de sodium). Les travailleurs ne devraient pas recevoir de comprimés de sel, car ils sont facilement abusés et les surdoses entraînent des problèmes gastro-intestinaux, une augmentation de la production d'urine et une plus grande sensibilité aux maladies causées par la chaleur.

        Pratiques de travail modifiées

        L'objectif commun de la modification des pratiques de travail est de réduire l'exposition moyenne au stress thermique dans le temps et de la ramener dans des limites acceptables. Cela peut être accompli en réduisant la charge de travail physique imposée à un travailleur individuel ou en prévoyant des pauses appropriées pour la récupération thermique. En pratique, la production maximale de chaleur métabolique moyenne dans le temps est effectivement limitée à environ 350 W (5 kcal/min) car un travail plus dur induit une fatigue physique et un besoin de pauses proportionnelles.

        Les niveaux d'effort individuels peuvent être abaissés en réduisant le travail externe tel que le levage et en limitant la locomotion requise et la tension musculaire statique telle que celle associée à une posture inconfortable. Ces objectifs peuvent être atteints en optimisant la conception des tâches selon des principes ergonomiques, en fournissant des aides mécaniques ou en répartissant l'effort physique entre plusieurs travailleurs.

        La forme la plus simple de modification d'horaire consiste à permettre l'auto-rythme individuel. Les travailleurs industriels exécutant une tâche familière dans un climat doux s'arpenteront à un rythme qui produit une température rectale d'environ 38°C ; l'imposition d'un stress thermique les amène à ralentir volontairement le rythme de travail ou à prendre des pauses. Cette capacité à ajuster volontairement le rythme de travail dépend probablement de la prise de conscience du stress cardiovasculaire et de la fatigue. Les êtres humains ne peuvent pas détecter consciemment les élévations de la température corporelle centrale; ils s'appuient plutôt sur la température de la peau et l'humidité de la peau pour évaluer l'inconfort thermique.

        Une approche alternative à la modification des horaires est l'adoption de cycles travail-repos prescrits, où la direction spécifie la durée de chaque période de travail, la durée des pauses et le nombre de répétitions prévues. La récupération thermique prend beaucoup plus de temps que la période nécessaire pour abaisser la fréquence respiratoire et la fréquence cardiaque induite par le travail : L'abaissement de la température centrale aux niveaux de repos nécessite 30 à 40 minutes dans un environnement frais et sec, et prend plus de temps si la personne doit se reposer dans des conditions chaudes ou tout en portant des vêtements de protection. Si un niveau de production constant est requis, des équipes de travailleurs en alternance doivent être affectées séquentiellement à un travail à chaud suivi d'une récupération, cette dernière impliquant soit du repos, soit des tâches sédentaires effectuées dans un endroit frais.

        Climate Control

        Si le coût n'était pas un problème, tous les problèmes de stress thermique pourraient être résolus par l'application de techniques d'ingénierie pour convertir des environnements de travail hostiles en environnements hospitaliers. Une grande variété de techniques peuvent être utilisées en fonction des conditions spécifiques du lieu de travail et des ressources disponibles. Traditionnellement, les industries chaudes peuvent être divisées en deux catégories : dans les procédés à chaud et à sec, tels que la fonte des métaux et la production de verre, les travailleurs sont exposés à de l'air très chaud combiné à une forte charge de chaleur rayonnante, mais ces procédés ajoutent peu d'humidité à l'air. En revanche, les industries chaudes et humides telles que les usines de textile, la production de papier et l'exploitation minière impliquent moins de chauffage extrême mais créent des humidités très élevées en raison des processus humides et de la vapeur qui s'échappe.

        Les techniques les plus économiques de contrôle de l'environnement impliquent généralement la réduction du transfert de chaleur de la source à l'environnement. L'air chaud peut être évacué à l'extérieur de la zone de travail et remplacé par de l'air frais. Les surfaces chaudes peuvent être recouvertes d'isolant ou recevoir des revêtements réfléchissants pour réduire les émissions de chaleur, tout en conservant la chaleur nécessaire au processus industriel. Une deuxième ligne de défense est une ventilation à grande échelle de la zone de travail pour fournir un fort flux d'air extérieur. L'option la plus coûteuse est la climatisation pour refroidir et sécher l'atmosphère sur le lieu de travail. Bien que l'abaissement de la température de l'air n'affecte pas la transmission de la chaleur rayonnante, il aide à réduire la température des murs et des autres surfaces qui peuvent être des sources secondaires de chauffage convectif et radiatif.

        Lorsque le contrôle global de l'environnement s'avère peu pratique ou non économique, il peut être possible d'améliorer les conditions thermiques dans les zones de travail locales. Des enceintes climatisées peuvent être fournies dans l'espace de travail plus grand, ou un poste de travail spécifique peut être fourni avec un flux d'air frais ("refroidissement ponctuel" ou "douche à air"). Un écran réfléchissant local ou même portatif peut être interposé entre le travailleur et une source de chaleur rayonnante. Alternativement, les techniques d'ingénierie modernes peuvent permettre la construction de systèmes à distance pour contrôler les processus chauds afin que les travailleurs n'aient pas à être régulièrement exposés à des environnements thermiques très stressants.

        Lorsque le lieu de travail est ventilé avec de l'air extérieur ou que la capacité de climatisation est limitée, les conditions thermiques reflètent les changements climatiques, et des augmentations soudaines de la température et de l'humidité de l'air extérieur peuvent élever le stress thermique à des niveaux qui dépassent la tolérance à la chaleur des travailleurs. Par exemple, une vague de chaleur printanière peut précipiter une épidémie de maladies causées par la chaleur chez les travailleurs qui ne sont pas encore acclimatés à la chaleur comme ils le seraient en été. La direction devrait donc mettre en place un système de prévision des changements liés aux conditions météorologiques dans le stress thermique afin que des précautions puissent être prises en temps opportun.

        Vêtements de protection

        Le travail dans des conditions thermiques extrêmes peut nécessiter une protection thermique personnelle sous la forme de vêtements spécialisés. La protection passive est assurée par des vêtements isolants et réfléchissants ; l'isolation seule peut protéger la peau des transitoires thermiques. Des tabliers réfléchissants peuvent être utilisés pour protéger le personnel qui travaille face à une source rayonnante limitée. Les pompiers qui doivent faire face à des feux de combustibles extrêmement chauds portent des combinaisons appelées « bunkers », qui combinent une forte isolation contre l'air chaud avec une surface aluminisée pour réfléchir la chaleur rayonnante.

        Une autre forme de protection passive est le gilet de glace, qui est chargé de neige fondue ou de paquets de glace (ou de neige carbonique) et est porté par-dessus un maillot de corps pour éviter un refroidissement inconfortable de la peau. Le changement de phase de la fonte des glaces absorbe une partie de la charge thermique métabolique et environnementale de la zone couverte, mais la glace doit être remplacée à intervalles réguliers ; plus la charge calorifique est élevée, plus la glace doit être remplacée fréquemment. Les gilets anti-glace se sont avérés très utiles dans les mines profondes, les salles des machines des navires et d'autres environnements très chauds et humides où l'accès aux congélateurs peut être organisé.

        La protection thermique active est assurée par des vêtements refroidis par air ou par liquide qui couvrent tout le corps ou une partie de celui-ci, généralement le torse et parfois la tête.

        Refroidissement par air. Les systèmes les plus simples sont ventilés avec l'air ambiant ambiant ou avec de l'air comprimé refroidi par détente ou passage dans un dispositif vortex. De grands volumes d'air sont nécessaires; le débit de ventilation minimum pour une combinaison étanche est d'environ 450 l/min. Le refroidissement de l'air peut théoriquement avoir lieu par convection (changement de température) ou par évaporation de la sueur (changement de phase). Cependant, l'efficacité de la convection est limitée par la faible chaleur spécifique de l'air et la difficulté à la délivrer à basse température dans un environnement chaud. La plupart des vêtements refroidis par air fonctionnent donc par refroidissement par évaporation. Le travailleur subit un stress thermique modéré et une déshydratation concomitante, mais est capable de se thermoréguler grâce au contrôle naturel du taux de sudation. Le refroidissement par air améliore également le confort par sa tendance à assécher les sous-vêtements. Les inconvénients comprennent (1) la nécessité de connecter le sujet à la source d'air, (2) l'encombrement des vêtements de distribution d'air et (3) la difficulté de fournir de l'air aux membres.

        Refroidissement liquide. Ces systèmes font circuler un mélange eau-antigel à travers un réseau de canaux ou de petits tubes, puis renvoient le liquide réchauffé vers un dissipateur thermique qui élimine la chaleur ajoutée lors du passage sur le corps. Les débits de circulation de liquide sont généralement de l'ordre de 1 l/min. Le dissipateur thermique peut dissiper de l'énergie thermique dans l'environnement par évaporation, fusion, réfrigération ou processus thermoélectriques. Les vêtements refroidis par liquide offrent un potentiel de refroidissement bien supérieur à celui des systèmes à air. Une combinaison à couverture complète associée à un dissipateur de chaleur adéquat peut éliminer toute la chaleur métabolique et maintenir le confort thermique sans avoir besoin de transpirer ; un tel système est utilisé par les astronautes travaillant à l'extérieur de leur vaisseau spatial. Cependant, un mécanisme de refroidissement aussi puissant nécessite un certain type de système de contrôle du confort qui implique généralement le réglage manuel d'une vanne qui détourne une partie du liquide en circulation au-delà du dissipateur thermique. Les systèmes refroidis par liquide peuvent être configurés comme un sac à dos pour fournir un refroidissement continu pendant le travail.

        Tout dispositif de refroidissement qui ajoute du poids et de l'encombrement au corps humain, bien sûr, peut interférer avec le travail à accomplir. Par exemple, le poids d'un gilet de glace augmente considérablement le coût métabolique de la locomotion et est donc particulièrement utile pour les travaux physiques légers tels que la surveillance dans des compartiments chauds. Les systèmes qui attachent le travailleur à un dissipateur de chaleur ne sont pas pratiques pour de nombreux types de travail. Le refroidissement intermittent peut être utile lorsque les travailleurs doivent porter des vêtements de protection lourds (tels que des combinaisons de protection chimique) et ne peuvent pas porter de dissipateur thermique ou être attachés pendant qu'ils travaillent. Retirer la combinaison pour chaque repos prend du temps et implique une exposition toxique possible ; dans ces conditions, il est plus simple de faire porter aux travailleurs un vêtement rafraîchissant qui n'est attaché à un dissipateur thermique que pendant le repos, permettant une récupération thermique dans des conditions autrement inacceptables.

         

        Noir

        Mercredi, Mars 16 2011 21: 45

        La base physique du travail dans la chaleur

        Echanges thermiques

        Le corps humain échange de la chaleur avec son environnement par différentes voies : conduction à travers les surfaces en contact avec lui, convection et évaporation avec l'air ambiant, rayonnement avec les surfaces voisines.

        Conduction

        La conduction est la transmission de chaleur entre deux solides en contact. De tels échanges s'observent entre la peau et les vêtements, les chaussures, les points de pression (siège, poignées), les outils, etc. En pratique, dans le calcul mathématique du bilan thermique, ce flux de chaleur par conduction est approximé indirectement comme une quantité égale au flux de chaleur par convection et rayonnement qui aurait lieu si ces surfaces n'étaient pas en contact avec d'autres matériaux.

        Convection

        La convection est le transfert de chaleur entre la peau et l'air qui l'entoure. Si la température de la peau, tsk, en degrés Celsius (°C), est supérieure à la température de l'air (ta), l'air en contact avec la peau s'échauffe et par conséquent s'élève. Une circulation d'air, appelée convection naturelle, s'établit ainsi à la surface du corps. Cet échange devient plus important si l'air ambiant passe sur la peau à une certaine vitesse : la convection devient forcée. Le flux de chaleur échangé par convection, C, en unités de watts par mètre carré (W/m2), peut être estimée par :

        C = hc FCLC (tsk - ta)

        De hc est le coefficient de convection (W/°C m2), qui est fonction de la différence entre tsk et de ta dans le cas de la convection naturelle, et de la vitesse de l'air Va (en m/s) en convection forcée ; FCLC est le facteur par lequel les vêtements réduisent l'échange de chaleur par convection.

        Radiation

        Tout corps émet un rayonnement électromagnétique dont l'intensité est fonction de la quatrième puissance de sa température absolue T (en degrés Kelvin—K). La peau, dont la température peut être comprise entre 30 et 35°C (303 et 308K), émet un tel rayonnement, qui se situe dans la zone infrarouge. De plus, il reçoit le rayonnement émis par les surfaces voisines. Le flux thermique échangé par rayonnement, R (en W/m2), entre le corps et son environnement peut être décrit par l'expression suivante :

        où:

        s est la constante universelle de rayonnement (5.67 × 10-8 W/m2 K4)

        e est l'émissivité de la peau, qui, pour le rayonnement infrarouge, est égale à 0.97 et indépendante de la longueur d'onde, et pour le rayonnement solaire est d'environ 0.5 pour la peau d'un sujet Blanc et 0.85 pour la peau d'un sujet Noir

        AR/AD est la fraction de la surface corporelle prenant part aux échanges, qui est de l'ordre de 0.66, 0.70 ou 0.77 selon que le sujet est accroupi, assis ou debout

        FCLR est le facteur par lequel les vêtements réduisent l'échange de chaleur par rayonnement

        Tsk (en K) est la température moyenne de la peau

        Tr (en K) est la température radiante moyenne du milieu, c'est-à-dire la température uniforme d'une sphère noire mate de grand diamètre qui entourerait le sujet et échangerait avec lui la même quantité de chaleur que le milieu réel.

        Cette expression peut être remplacée par une équation simplifiée du même type que celle des échanges par convection :

        R = hr (AR/AD) FCLR (tsk - Tr)

        De hr est le coefficient d'échange par rayonnement (W/°C m2).

        Évaporation

        Toute surface mouillée porte une couche d'air saturée de vapeur d'eau. Si l'atmosphère elle-même n'est pas saturée, la vapeur diffuse de cette couche vers l'atmosphère. La couche tend alors à se régénérer en puisant la chaleur d'évaporation (0.674 Watt heure par gramme d'eau) à la surface humide, qui se refroidit. Si la peau est entièrement recouverte de sueur, l'évaporation est maximale (Emax) et ne dépend que des conditions ambiantes, selon l'expression suivante :

        Emax =he FPCL (Psk, s - Pa)

        où:

        he est le coefficient d'échange par évaporation (W/m2kPa)

        Psk, s est la pression saturante de vapeur d'eau à la température de la peau (exprimée en kPa)

        Pa est la pression partielle ambiante de vapeur d'eau (exprimée en kPa)

        FPCL est le facteur de réduction des échanges par évaporation due aux vêtements.

        Isolation thermique des vêtements

        Un facteur de correction intervient dans le calcul des flux de chaleur par convection, rayonnement et évaporation pour tenir compte des vêtements. Dans le cas des vêtements en coton, les deux facteurs de réduction FCLC et de FCLR peut être déterminé par :

        Fcl = 1/(1+(hc+hr)Icl)

        où:

        hc est le coefficient d'échange par convection

        hr est le coefficient d'échange par rayonnement

        Icl est l'isolation thermique effective (m2/W) de vêtements.

        En ce qui concerne la réduction du transfert de chaleur par évaporation, le facteur de correction FPCL est donné par l'expression suivante :

        FPCL = 1 / (1+2.22hc Icl)

        L'isolation thermique des vêtements Icl est exprimé en m2/W ou en clo. Une isolation de 1 clo correspond à 0.155 m2/W et est assuré, par exemple, par une tenue de ville normale (chemise, cravate, pantalon, veste, etc.).

        La norme ISO 9920 (1994) donne l'isolation thermique apportée par différentes combinaisons de vêtements. Dans le cas de vêtements de protection spéciaux qui réfléchissent la chaleur ou limitent la perméabilité à la vapeur dans des conditions d'exposition à la chaleur, ou qui absorbent et isolent dans des conditions de stress dû au froid, des facteurs de correction individuels doivent être utilisés. A ce jour, cependant, le problème reste mal compris et les prédictions mathématiques restent très approximatives.

        Évaluation des paramètres de base de la situation de travail

        Comme on l'a vu plus haut, les échanges thermiques par convection, rayonnement et évaporation sont fonction de quatre paramètres climatiques : la température de l'air ta en °C, l'humidité de l'air exprimée par sa pression partielle de vapeur Pa en kPa, la température radiante moyenne tr en °C, et la vitesse de l'air Va en m/s. Les appareils et méthodes de mesure de ces paramètres physiques de l'environnement font l'objet de la norme ISO 7726 (1985) qui décrit les différents types de capteurs à utiliser, précise leur domaine de mesure et leur précision, et recommande certaines procédures de mesure. Cette section résume une partie des données de cette norme, avec une référence particulière aux conditions d'utilisation des appareils et appareils les plus courants.

        Température de l'air

        La température de l'air (ta) doit être mesuré indépendamment de tout rayonnement thermique ; la précision de la mesure doit être de ± 0.2 °C dans la plage de 10 à 30 °C et de ± 0.5 °C en dehors de cette plage.

        Il existe de nombreux types de thermomètres sur le marché. Les thermomètres à mercure sont les plus courants. Leur avantage est la précision, à condition qu'ils aient été correctement calibrés à l'origine. Leurs principaux inconvénients sont leur long temps de réponse et le manque de capacité d'enregistrement automatique. Les thermomètres électroniques, en revanche, ont généralement un temps de réponse très court (5 s à 1 min) mais peuvent avoir des problèmes d'étalonnage.

        Quel que soit le type de thermomètre, le capteur doit être protégé contre les radiations. Ceci est généralement assuré par un cylindre creux en aluminium brillant entourant le capteur. Cette protection est assurée par le psychromètre, dont il sera question dans la section suivante.

        Pression partielle de vapeur d'eau

        L'humidité de l'air peut être caractérisée de quatre manières différentes :

        1. le température du point de rosée : la température à laquelle l'air doit être refroidi pour se saturer en humidité (td, °C)

        2. le pression partielle de vapeur d'eau : la fraction de la pression atmosphérique due à la vapeur d'eau (Pa,kPa)

        3. l'humidité relative (DR), qui est donné par l'expression :

        RH = 100·Pa/PS, ta

        où PS, ta est la pression de vapeur saturante associée à la température de l'air

        4. le température humide (tw), qui est la température la plus basse atteinte par un manchon humide protégé contre les rayonnements et ventilé à plus de 2 m/s par l'air ambiant.

        Toutes ces valeurs sont liées mathématiquement.

        La pression de vapeur d'eau saturante PSt à n'importe quelle température t est donné par:

        tandis que la pression partielle de vapeur d'eau est reliée à la température par :

        Pa = PS, deux - (ta - Tw)/15

        De PS, deux est la pression de vapeur saturante à la température de bulbe humide.

        Le diagramme psychrométrique (figure 1) permet de combiner toutes ces valeurs. Il comporte:

        Figure 1. Diagramme psychrométrique.

        HEA010F1

        • dans le y axe, l'échelle de pression partielle de vapeur d'eau Pa, exprimé en kPa
        • dans le x l'axe, l'échelle de la température de l'air
        • les courbes d'humidité relative constante
        • les lignes droites obliques de température de bulbe humide constante.
        • Les paramètres d'humidité les plus utilisés en pratique sont :
        • l'humidité relative, mesurée au moyen d'hygromètres ou d'appareils électroniques plus spécialisés
        • la température de bulbe humide, mesurée au moyen du psychromètre; on en déduit la pression partielle de vapeur d'eau, qui est le paramètre le plus utilisé dans l'analyse du bilan thermique

         

        La plage de mesure et la précision recommandées sont de 0.5 à 6 kPa et ±0.15 kPa. Pour la mesure de la température de bulbe humide, la plage s'étend de 0 à 36°C, avec une précision identique à celle de la température de l'air. En ce qui concerne les hygromètres pour mesurer l'humidité relative, la gamme s'étend de 0 à 100 %, avec une précision de ± 5 %.

        Température radiante moyenne

        La température radiante moyenne (tr) a été défini précédemment ; il peut être déterminé de trois manières différentes :

        1. à partir de la température mesurée par le thermomètre à sphère noire

        2. à partir des températures radiantes planes mesurées selon trois axes perpendiculaires

        3. par calcul, en intégrant les effets des différentes sources de rayonnement.

        Seule la première technique sera passée en revue ici.

        Le thermomètre à sphère noire est constitué d'une sonde thermique dont l'élément sensible est placé au centre d'une sphère complètement fermée, réalisée en un métal bon conducteur de la chaleur (cuivre) et peinte en noir mat de manière à avoir un coefficient d'absorption dans la zone infrarouge proche de 1.0. La sphère est positionnée dans le poste de travail et soumise à des échanges par convection et rayonnement. La température du globe (tg) dépend alors de la température radiante moyenne, de la température de l'air et de la vitesse de l'air.

        Pour un globe noir standard de 15 cm de diamètre, la température moyenne de rayonnement peut être calculée à partir de la température du globe sur la base de l'expression suivante :

        En pratique, il faut insister sur la nécessité de maintenir l'émissivité du globe proche de 1.0 en le repeignant soigneusement en noir mat.

        La principale limitation de ce type de globe est son long temps de réponse (de l'ordre de 20 à 30 min, selon le type de globe utilisé et les conditions ambiantes). La mesure n'est valable que si les conditions de rayonnement sont constantes pendant cette période de temps, ce qui n'est pas toujours le cas en milieu industriel ; la mesure est alors imprécise. Ces temps de réponse s'appliquent à des globes de 15 cm de diamètre, utilisant des thermomètres à mercure ordinaires. Ils sont plus courts si l'on utilise des capteurs de moindre capacité thermique ou si le diamètre du globe est réduit. L'équation ci-dessus doit donc être modifiée pour tenir compte de cette différence de diamètre.

        L'indice WBGT utilise directement la température du globe noir. Il est alors indispensable d'utiliser un globe de 15 cm de diamètre. Par contre, d'autres indices utilisent la température radiante moyenne. Un globe plus petit peut alors être sélectionné pour réduire le temps de réponse, à condition de modifier l'équation ci-dessus pour en tenir compte. La norme ISO 7726 (1985) permet une précision de ±2ºC dans la mesure de tr entre 10 et 40 ºC et ± 5 ºC en dehors de cette plage.

        Vitesse de l'air

        La vitesse de l'air doit être mesurée sans tenir compte de la direction du flux d'air. Sinon, la mesure doit être effectuée selon trois axes perpendiculaires (x, y et de z) et la vitesse globale calculée par sommation vectorielle :

        La gamme de mesures préconisée par la norme ISO 7726 s'étend de 0.05 à 2 m/s La précision requise est de 5 %. Il doit être mesuré en tant que valeur moyenne sur 1 ou 3 minutes.

        Il existe deux catégories d'appareils de mesure de la vitesse de l'air : les anémomètres à palettes et les anémomètres thermiques.

        Anémomètres à palette

        La mesure s'effectue en comptant le nombre de tours effectués par les aubes pendant un certain laps de temps. De cette manière, la vitesse moyenne pendant cette période de temps est obtenue de manière discontinue. Ces anémomètres présentent deux inconvénients principaux :

        1. Ils sont très directionnels et doivent être orientés strictement dans le sens du flux d'air. Lorsque celle-ci est vague ou inconnue, les mesures doivent être prises dans trois directions à angle droit.
        2. La plage de mesure s'étend d'environ 0.3 m/s à 10 m/s. Cette limitation aux faibles vitesses est importante lorsqu'il s'agit par exemple d'analyser une situation de confort thermique où il est généralement recommandé de ne pas dépasser une vitesse de 0.25 m/s. Bien que la plage de mesure puisse s'étendre au-delà de 10 m/s, elle ne descend guère en dessous de 0.3 voire 0.5 m/s, ce qui limite fortement les possibilités d'utilisation dans des environnements proches du confort, où les vitesses maximales autorisées sont de 0.5 voire 0.25 m/ s.

        Anémomètres à fil chaud

        Ces appareils sont en effet complémentaires des anémomètres à palettes en ce sens que leur plage dynamique s'étend essentiellement de 0 à 1 m/s. Ce sont des appareils donnant une estimation instantanée de la vitesse en un point de l'espace : il faut donc utiliser des valeurs moyennes dans le temps et dans l'espace. Ces appareils sont aussi souvent très directionnels, et les remarques ci-dessus s'appliquent également. Enfin, la mesure n'est correcte qu'à partir du moment où la température de l'appareil a atteint celle de l'environnement à évaluer.

         

        Noir

        Le stress thermique se produit lorsque l'environnement d'une personne (température de l'air, température radiante, humidité et vitesse de l'air), les vêtements et l'activité interagissent pour produire une tendance à l'augmentation de la température corporelle. Le système de thermorégulation du corps réagit alors pour augmenter la perte de chaleur. Cette réponse peut être puissante et efficace, mais elle peut également produire une pression sur le corps qui conduit à un inconfort et éventuellement à une maladie due à la chaleur et même à la mort. Il est donc important d'évaluer les environnements chauds pour assurer la santé et la sécurité des travailleurs.

        Les indices de stress thermique fournissent des outils pour évaluer les environnements chauds et prédire la contrainte thermique probable sur le corps. Les valeurs limites basées sur les indices de contrainte thermique indiqueront quand cette contrainte est susceptible de devenir inacceptable.

        Les mécanismes du stress thermique sont généralement compris et les pratiques de travail pour les environnements chauds sont bien établies. Il s'agit notamment de la connaissance des signes avant-coureurs du stress thermique, des programmes d'acclimatation et du remplacement de l'eau. Cependant, il y a encore de nombreuses victimes et ces leçons semblent devoir être réapprises.

        En 1964, Leithead et Lind ont décrit une enquête approfondie et ont conclu que les troubles liés à la chaleur surviennent pour une ou plusieurs des trois raisons suivantes :

        1. l'existence de facteurs tels que la déshydratation ou le manque d'acclimatation
        2. la mauvaise appréciation des dangers de la chaleur, soit de la part de l'autorité de tutelle, soit des personnes à risque
        3. circonstances accidentelles ou imprévisibles entraînant une exposition à un stress thermique très élevé.

         

        Ils ont conclu que de nombreux décès peuvent être attribués à la négligence et au manque de considération et que même lorsque des troubles surviennent, beaucoup peut être fait si toutes les conditions requises pour un traitement correcteur correct et rapide sont réunies.

        Indices de stress thermique

        Un indice de stress thermique est un nombre unique qui intègre les effets des six paramètres de base dans tout environnement thermique humain de sorte que sa valeur varie avec la contrainte thermique subie par la personne exposée à un environnement chaud. La valeur de l'indice (mesurée ou calculée) peut être utilisée dans la conception ou dans la pratique du travail pour établir des limites de sécurité. De nombreuses recherches ont été consacrées à la détermination de l'indice de stress thermique définitif, et des discussions sont en cours pour déterminer lequel est le meilleur. Par exemple, Goldman (1988) présente 32 indices de stress thermique, et il y en a probablement au moins le double dans le monde. De nombreux indices ne prennent pas en compte les six paramètres de base, bien que tous doivent les prendre en considération dans l'application. L'utilisation d'indices dépendra des contextes individuels, d'où la production d'un si grand nombre. Certains indices sont théoriquement inadéquats mais peuvent être justifiés pour des applications spécifiques basées sur l'expérience dans une industrie particulière.

        Kerslake (1972) note que « Il est peut-être évident que la manière dont les facteurs environnementaux doivent être combinés doit dépendre des propriétés du sujet qui y est exposé, mais aucun des indices de stress thermique actuellement utilisés ne tient formellement compte de cela. ”. L'essor récent de la normalisation (par exemple, ISO 7933 (1989b) et ISO 7243 (1989a)) a conduit à des pressions pour adopter des indices similaires dans le monde entier. Il sera toutefois nécessaire d'acquérir de l'expérience dans l'utilisation de tout nouvel indice.

        La plupart des indices de stress thermique considèrent, directement ou indirectement, que la principale sollicitation du corps est due à la transpiration. Par exemple, plus la transpiration est nécessaire pour maintenir l'équilibre thermique et la température interne du corps, plus la pression exercée sur le corps est grande. Pour qu'un indice de stress thermique représente l'environnement thermique humain et prédise la contrainte thermique, un mécanisme est nécessaire pour estimer la capacité d'une personne qui transpire à perdre de la chaleur dans l'environnement chaud.

        Un indice lié à l'évaporation de la sueur dans l'environnement est utile lorsque les personnes maintiennent la température interne du corps essentiellement par la transpiration. On dit généralement que ces conditions sont dans le zone prescriptive (OMS 1969). Par conséquent, la température corporelle profonde reste relativement constante tandis que la fréquence cardiaque et le taux de sudation augmentent avec le stress thermique. À la limite supérieure de la zone prescriptive (ULPZ), la thermorégulation est insuffisante pour maintenir l'équilibre thermique et la température corporelle augmente. C'est ce qu'on appelle le zone écologique (OMS 1969). Dans cette zone, le stockage de chaleur est lié à l'augmentation de la température interne du corps et peut être utilisé comme indice pour déterminer les durées d'exposition admissibles (par exemple, sur la base d'une limite de sécurité prévue pour la température « à cœur » de 38 °C ; voir la figure 1).

        Figure 1. Répartition calculée de l'eau dans le compartiment extracellulaire (ECW) et le compartiment intracellulaire (ICW) avant et après 2 h de déshydratation à l'effort à une température ambiante de 30 °C.

        HEA080F1

        Les indices de stress thermique peuvent être commodément classés comme rationnel, empirique or . Les indices rationnels sont basés sur des calculs impliquant l'équation du bilan thermique; les indices empiriques sont basés sur l'établissement d'équations à partir des réponses physiologiques de sujets humains (par exemple, la perte de sueur) ; et les indices directs sont basés sur la mesure (généralement la température) des instruments utilisés pour simuler la réponse du corps humain. Les indices de stress thermique les plus influents et les plus largement utilisés sont décrits ci-dessous.

        Indices rationnels

        L'indice de stress thermique (HSI)

        L'indice de stress thermique est le rapport d'évaporation nécessaire pour maintenir l'équilibre thermique (Ereq) à l'évaporation maximale qui pourrait être atteinte dans l'environnement (Emax), exprimé en pourcentage (Belding et Hatch 1955). Les équations sont fournies dans le tableau 1.

         


        Tableau 1. Équations utilisées dans le calcul de l'indice de stress thermique (HSI) et des temps d'exposition admissibles (AET)

         

         

         

         

        Vêtu

        Sans vêtements

        (1) Perte de rayonnement (R)

         

        en

        4.4

        7.3

        (2) Perte par convection (C)

         

        en

        4.6

        7.6

         

        (3) Perte par évaporation maximale ()

         

        (limite supérieure de 390 )

         

        en

        7.0

        11.7

         

        (4) Perte par évaporation requise ()

         

         

         

         

        (5) Indice de stress thermique (HSI)

         

         

         

         

        (6) Temps d'exposition admissible (AET)

         

         

         

        où: M = puissance métabolique ; = température de l'air ; = température radiante ; = pression de vapeur partielle ;  v = vitesse de l'air 


                                 

         

        La HSI car un indice est donc lié à l'effort, essentiellement en termes de transpiration corporelle, pour des valeurs comprises entre 0 et 100. A HSI = 100, l'évaporation requise est le maximum pouvant être atteint, et représente donc la limite supérieure de la zone prescriptive. Pour HSI> 100, il y a stockage de chaleur corporelle et les temps d'exposition admissibles sont calculés sur la base d'une augmentation de 1.8 ºC de la température centrale (stockage de chaleur de 264 kJ). Pour HSI0 il y a une légère fatigue due au froid, par exemple, lorsque les travailleurs se remettent d'une fatigue due à la chaleur (voir tableau 2).

        Tableau 2. Interprétation des valeurs de l'indice de stress thermique (HSI)

        HSI

        Effet d'une exposition de huit heures

        -20

        Légère déformation au froid (par exemple, récupération après une exposition à la chaleur).

        0

        Aucune contrainte thermique

        10-30

        Sollicitation thermique légère à modérée. Peu d'effet sur le travail physique mais effet possible sur le travail qualifié

        40-60

        Forte contrainte thermique, impliquant une menace pour la santé à moins d'être en bonne forme physique. Acclimatation requise

        70-90

        Sollicitation thermique très sévère. Le personnel doit être sélectionné par examen médical. Veiller à un apport suffisant en eau et en sel

        100

        Contrainte maximale tolérée quotidiennement par les jeunes hommes acclimatés en forme

        Plus 100

        Temps d'exposition limité par l'élévation de la température corporelle profonde

        Une limite supérieure de 390 W/m2 est affecté à Emax (débit sudoral de 1 l/h, considéré comme le débit sudoral maximal maintenu pendant 8 h). Des hypothèses simples sont faites sur les effets des vêtements (chemise à manches longues et pantalon) et la température de la peau est supposée constante à 35 °C.

        L'indice de contrainte thermique (ITS)

        Givoni (1963, 1976) a fourni l'indice de contrainte thermique, qui était une version améliorée de l'indice de contrainte thermique. Une amélioration importante est la reconnaissance que toute la sueur ne s'évapore pas. (Voir « I. Indice de contrainte thermique » dans Étude de cas : Indices de chaleur.)

        Taux de sudation requis

        Un autre développement théorique et pratique du HSI et de l'ITS était le taux de sudation requis (SWreq) indice (Vogt et al. 1981). Cet indice calculait la transpiration nécessaire au bilan thermique à partir d'une équation de bilan thermique améliorée mais, surtout, fournissait également une méthode pratique d'interprétation des calculs en comparant ce qui est nécessaire avec ce qui est physiologiquement possible et acceptable chez l'homme.

        Des discussions approfondies et des évaluations en laboratoire et industrielles (CEC 1988) de cet indice ont conduit à son acceptation en tant que norme internationale ISO 7933 (1989b). Les différences entre les réponses observées et prévues des travailleurs ont conduit à l'inclusion de notes de mise en garde concernant les méthodes d'évaluation de la déshydratation et du transfert de chaleur par évaporation à travers les vêtements lors de son adoption en tant que norme européenne proposée (prEN-12515). (Voir « II. Taux de sudation requis » dans Étude de cas : Indices de chaleur.)

        Interprétation de SWreq

        Les valeurs de référence, en termes de ce qui est acceptable ou de ce que les personnes peuvent réaliser, sont utilisées pour fournir une interprétation pratique des valeurs calculées (voir tableau 3).

        Tableau 3. Valeurs de référence pour les critères de contrainte thermique et de déformation (ISO 7933, 1989b)

        Critères

        Sujets non acclimatés

        Sujets acclimatés

         

        danger

        danger

        Humidité maximale de la peau

        wmax

        0.85

        0.85

        1.0

        1.0

        Taux de sudation maximal

        Repos (M 65 Wm-2 )

        SWmax Wm-2 gh-1

        100

        150

        200

        300

         

        260

        390

        520

        780

        Travail (M≥65 Wm-2 )

        SWmax Wm-2 gh-1

        200

        250

        300

        400

         

        520

        650

        780

        1,040

        Stockage de chaleur maximal

        Qmax

        Whm-2

        50

        60

        50

        60

        Perte d'eau maximale

        Dmax

        Whm-2 g

        1,000

        1,250

        1,500

        2,000

         

        2,600

        3,250

        3,900

        5,200

         

        Tout d'abord, une prédiction de l'humidité de la peau (Wp), taux d'évaporation (Ep) et le taux de sudation (SWp) sont faits. Essentiellement, si ce qui est calculé comme requis peut être atteint, alors ce sont des valeurs prédites (par exemple, SWp = SOreq). Si elles ne peuvent pas être atteintes, les valeurs maximales peuvent être prises (par exemple, SWp=SOmax). Plus de détails sont donnés dans un organigramme décisionnel (voir figure 2).

        Figure 2. Organigramme décisionnel pour  (taux de transpiration requis).

        HEA080F2

        Si le taux de transpiration requis peut être atteint par des personnes et qu'il ne causera pas de perte d'eau inacceptable, il n'y a alors aucune limite due à l'exposition à la chaleur sur un quart de travail de 8 heures. Sinon, les expositions limitées dans la durée (DLE) sont calculés à partir des éléments suivants :

        Quand Ep = Ereq et de SWp = Dmax/8, puis DLE = 480 minutes et SWreq peut être utilisé comme indice de stress thermique. Si les conditions ci-dessus ne sont pas satisfaites, alors :

        DLE1 = 60Qmax/( Ereq -Ep)

        DLE2 = 60Dmax/SWp

        DLE est le plus bas de DLE1 et DLE2. Des détails plus complets sont donnés dans l'ISO 7933 (1989b).

        Autres indices rationnels

        La SWreq index et ISO 7933 (1989) fournissent la méthode rationnelle la plus sophistiquée basée sur l'équation du bilan thermique, et ce sont des avancées majeures. Plus de développements avec cette approche peuvent être faits; cependant, une approche alternative consiste à utiliser un modèle thermique. Essentiellement, la nouvelle température effective (ET*) et la température effective standard (SET) fournissent des indices basés sur le modèle à deux nœuds de la thermorégulation humaine (Nishi et Gagge 1977). Givoni et Goldman (1972, 1973) fournissent également des modèles de prédiction empiriques pour l'évaluation du stress thermique.

        Indices empiriques

        Température effective et température effective corrigée

        L'indice de température effective (Houghton et Yaglou 1923) a été créé à l'origine pour fournir une méthode permettant de déterminer les effets relatifs de la température et de l'humidité de l'air sur le confort. Trois sujets ont jugé laquelle des deux chambres climatiques était la plus chaude en marchant entre les deux. En utilisant différentes combinaisons de température et d'humidité de l'air (et plus tard d'autres paramètres), des lignes de confort égal ont été déterminées. Des impressions immédiates ont été faites de sorte que la réponse transitoire a été enregistrée. Cela a eu pour effet de suraccentuer l'effet de l'humidité à basse température et de le sous-estimer à haute température (par rapport aux réponses à l'état d'équilibre). Bien qu'à l'origine un indice de confort, l'utilisation de la température du globe noir pour remplacer la température du bulbe sec dans les nomogrammes ET a fourni la température effective corrigée (CET) (Bedford 1940). Les recherches rapportées par Macpherson (1960) ont suggéré que le CET prédisait les effets physiologiques de l'augmentation de la température radiante moyenne. ET et CET sont maintenant rarement utilisés comme indices de confort mais ont été utilisés comme indices de stress thermique. Bedford (1940) a proposé le CET comme indice de chaleur, avec des limites supérieures de 34 ºC pour « l'efficacité raisonnable » et de 38.6 ºC pour la tolérance. Une enquête plus approfondie, cependant, a montré que l'ET présentait de sérieux inconvénients pour une utilisation en tant qu'indice de stress thermique, ce qui a conduit à l'indice de taux de sudation prévu sur quatre heures (P4SR).

        Taux de transpiration prévu sur quatre heures

        L'indice Predicted Four Hour Sweat Rate (P4SR) a été établi à Londres par McArdle et al. (1947) et évalué à Singapour en 7 ans de travaux résumés par Macpherson (1960). C'est la quantité de sueur sécrétée par de jeunes hommes en forme et acclimatés exposés à l'environnement pendant 4 heures tout en chargeant des armes à feu avec des munitions lors d'un engagement naval. Le nombre unique (valeur d'indice) qui résume les effets des six paramètres de base est une quantité de sueur provenant d'une population spécifique, mais il doit être utilisé comme valeur d'indice et non comme une indication d'une quantité de sueur dans un groupe individuel de intérêt.

        Il a été reconnu qu'en dehors de la zone prescriptive (par exemple, P4SR>5 l) le taux de sudation n'était pas un bon indicateur de tension. Les nomogrammes P4SR (figure 3) ont été ajustés pour tenter d'en tenir compte. Le P4SR semble avoir été utile dans les conditions pour lesquelles il a été dérivé ; cependant, les effets des vêtements sont trop simplifiés et il est plus utile comme indice de stockage de chaleur. McArdle et al. (1947) ont proposé un P4SR de 4.5 l pour une limite où aucune incapacité d'aucun jeune homme en forme et acclimaté ne s'est produite.

        Figure 3. Nomogramme pour la prédiction du « taux de sudation prévu sur 4 heures » (P4SR).

        HEA080F3

        Prédiction de la fréquence cardiaque sous forme d'indice

        Fuller et Brouha (1966) ont proposé un indice simple basé sur la prédiction de la fréquence cardiaque (FC) en battements par minute. La relation telle que formulée à l'origine avec le taux métabolique en BTU/h et la pression de vapeur partielle en mmHg a fourni une prédiction simple de la fréquence cardiaque à partir de (T + p), d'où le T + p indice.

        Givoni et Goldman (1973) fournissent également des équations pour changer la fréquence cardiaque avec le temps et aussi des corrections pour le degré d'acclimatation des sujets, qui sont données dans Étude de cas" Indices de chaleur sous "IV. Rythme cardiaque".

        Une méthode de travail et de récupération de la fréquence cardiaque est décrite par NIOSH (1986) (d'après Brouha 1960 et Fuller et Smith 1980, 1981). La température corporelle et le pouls sont mesurés pendant la récupération après un cycle de travail ou à des moments précis de la journée de travail. À la fin d'un cycle de travail, le travailleur s'assoit sur un tabouret, la température buccale est prise et les trois taux de pouls suivants sont enregistrés :

        P1— pouls compté de 30 secondes à 1 minute

        P2— pouls compté de 1.5 à 2 minutes

        P3— pouls compté de 2.5 à 3 minutes

        Le critère ultime en termes de contrainte thermique est une température buccale de 37.5 ºC.

        If P3≤90 bpm et P3-P1 = 10 bpm, cela indique que le niveau de travail est élevé mais qu'il y a peu d'augmentation de la température corporelle. Si P3>90 bpm et P3-P110 bpm, le stress (chaleur + travail) est trop élevé et il faut agir pour reconcevoir le travail.

        Vogt et al. (1981) et ISO 9886 (1992) proposent un modèle (tableau 4) utilisant la fréquence cardiaque pour évaluer les ambiances thermiques :

        Tableau 4. Modèle utilisant la fréquence cardiaque pour évaluer le stress thermique

        Fréquence cardiaque totale

        Niveau d'activité

        HR0

        Repos (neutralité thermique)

        HR0 + RHM

        activités principales

        HR0 + RHS

        Effort statique

        HR0 + RHt

        Déformation thermique

        HR0 + RHN

        Émotion (psychologique)

        HR0 + RHe

        Résiduel

        Basé sur Vogt et al. (1981) et ISO 9886 (1992).

        La composante de déformation thermique (indice de contrainte thermique possible) peut être calculée à partir de :

        HRt = HRr-HR0

        De HRr est la fréquence cardiaque après la récupération et HR0 est la fréquence cardiaque au repos dans un environnement thermiquement neutre.

        Indices de stress thermique direct

        L'indice de température du bulbe humide

        L'indice Wet Bulb Globe Temperature (WBGT) est de loin le plus utilisé dans le monde. Il a été développé dans une enquête de la marine américaine sur les victimes de la chaleur pendant l'entraînement (Yaglou et Minard 1957) comme une approximation de la température effective corrigée (CET) plus encombrante, modifiée pour tenir compte de l'absorption solaire des vêtements militaires verts.

        Les valeurs limites WBGT ont été utilisées pour indiquer quand les recrues militaires pouvaient s'entraîner. Il a été constaté que les victimes de la chaleur et le temps perdu en raison de l'arrêt de l'entraînement dans la chaleur étaient tous deux réduits en utilisant l'indice WBGT au lieu de la seule température de l'air. L'indice WBGT a été adopté par NIOSH (1972), ACGIH (1990) et ISO 7243 (1989a) et est toujours proposé aujourd'hui. L'ISO 7243 (1989a), basée sur l'indice WBGT, fournit une méthode facilement utilisable en milieu chaud pour fournir un diagnostic « rapide ». La spécification des instruments de mesure est donnée dans la norme, ainsi que les valeurs limites WBGT pour les personnes acclimatées ou non acclimatées (voir tableau 5). Par exemple, pour une personne au repos acclimatée à 0.6 clo, la valeur limite est de 33°C WBGT. Les limites fournies dans ISO 7243 (1989a) et NIOSH 1972 sont presque identiques. Le calcul de l'indice WBGT est donné dans la section V de l'annexe ci-jointe. Étude de cas : Indices de chaleur.

        Tableau 5. Valeurs de référence WBGT de la norme ISO 7243 (1989a)

        Taux métabolique M (Wm-2 )

        Valeur de référence du WBGT

         

        Personne acclimatée à
        chaleur (°C)

        Personne non acclimatée
        chaleur (°C)

        0. Repos M≤65

        33

         

        32

         

        1. 65M≤130

        30

         

        29

         

        2. 130M≤200

        28

         

        26

         
         

        Aucun mouvement d'air sensible

        Mouvement d'air sensible

        Aucun mouvement d'air sensible

        Mouvement d'air sensible

        3. 200M260

        25

        26

        22

        23

        4. M>260

        23

        25

        18

        20

        Remarque : Les valeurs indiquées ont été établies en tenant compte d'une température rectale maximale de 38°C pour les personnes concernées.

        La simplicité de l'indice et son utilisation par des organismes influents ont conduit à son acceptation généralisée. Comme tous les indices directs, il a des limites lorsqu'il est utilisé pour simuler la réponse humaine et doit être utilisé avec prudence dans les applications pratiques. Il est possible d'acheter des instruments portables qui déterminent l'indice WBGT (par exemple, Olesen 1985).

        Limite physiologique d'exposition à la chaleur (PHEL)

        Dasler (1974, 1977) fournit des valeurs limites WBGT basées sur une prédiction de dépassement de deux limites physiologiques (à partir de données expérimentales) de déformation non autorisée. Les limites sont données par :

        PHEL=(17.25 × 108-12.97M× 106+18.61 M2 × 103) ×WBGT-5.36

        Cet indice utilise donc l'indice direct WBGT dans la zone environnementale (voir Figure 4), où le stockage de chaleur peut se produire.

        Indice de température du globe humide (WGT)

        La température d'un globe noir humide de taille appropriée peut être utilisée comme indice de stress thermique. Le principe est qu'elle est affectée à la fois par le transfert de chaleur sèche et par évaporation, comme l'est un homme qui transpire, et la température peut alors être utilisée, avec l'expérience, comme indice de stress thermique. Olesen (1985) décrit WGT comme la température d'un globe noir de 2.5 pouces (63.5 mm) de diamètre recouvert d'un tissu noir humide. La température est lue lorsque l'équilibre est atteint après environ 10 à 15 minutes d'exposition. Le NIOSH (1986) décrit le Botsball (Botsford 1971) comme l'instrument le plus simple et le plus facile à lire. Il s'agit d'une sphère de cuivre de 3 pouces (76.2 mm) recouverte d'un tissu noir maintenu à 100% d'humidité à partir d'un réservoir d'eau auto-alimenté. L'élément sensible d'un thermomètre est situé au centre de la sphère, et la température est lue sur un cadran (code couleur).

        Une équation simple reliant WGT à WBGT est :

         

        WBGT = GTG + 2 ºC

        pour des conditions de chaleur rayonnante et d'humidité modérées (NIOSH 1986), mais bien sûr cette relation ne peut pas tenir sur une large gamme de conditions.

        L'indice d'Oxford

        Lind (1957) a proposé un indice simple et direct utilisé pour l'exposition à la chaleur limitée par le stockage et basé sur une somme pondérée de la température du bulbe humide aspiré (Twb) et température de bulbe sec (Tdb):

        WD = 0.85 Twb + 0.15 Tdb

        Les temps d'exposition admissibles pour les équipes de sauvetage minier étaient basés sur cet indice. Il est largement applicable mais n'est pas approprié là où il y a un rayonnement thermique important.

        Pratiques de travail pour les environnements chauds

        NIOSH (1986) fournit une description complète des pratiques de travail pour les environnements chauds, y compris les pratiques médicales préventives. Une proposition de surveillance médicale des personnes exposées à des environnements chauds ou froids est fournie dans l'ISO CD 12894 (1993). Il ne faut jamais oublier qu'il s'agit d'un droit humain fondamental, qui a été affirmé par la loi de 1985 Déclaration d'Helsinki, que, lorsque cela est possible, les personnes peuvent se retirer de tout environnement extrême sans avoir besoin d'explication. En cas d'exposition, des pratiques de travail définies amélioreront considérablement la sécurité.

        C'est un principe raisonnable en ergonomie environnementale et en hygiène industrielle que, dans la mesure du possible, le facteur de stress environnemental doit être réduit à la source. Le NIOSH (1986) divise les méthodes de contrôle en cinq types. Ceux-ci sont présentés dans le tableau 6.

        Tableau 6. Pratiques de travail pour les environnements chauds

        A. Contrôles techniques

        Exemple

        1. Réduire la source de chaleur

        Éloignez-vous des travailleurs ou réduisez la température. Pas toujours praticable.

        2. Contrôle de la chaleur par convection

        Modifier la température de l'air et les mouvements d'air. Les refroidisseurs ponctuels peuvent être utiles.

        3. Contrôle de la chaleur rayonnante

        Réduisez les températures de surface ou placez un écran réfléchissant entre la source radiante et les travailleurs. Modifier l'émissivité de la surface. Utilisez des portes qui ne s'ouvrent que lorsque l'accès est requis.

        4. Contrôle de la chaleur par évaporation

        Augmenter le mouvement de l'air, diminuer la pression de vapeur d'eau. Utilisez des ventilateurs ou la climatisation. Mouiller les vêtements et souffler de l'air sur la personne.

        B. Pratiques de travail et d'hygiène
        et contrôles administratifs

        Exemple

        1. Limiter le temps d'exposition et/ou
        la réactivité

        Effectuez des travaux à des moments plus frais de la journée et de l'année. Prévoyez des zones fraîches pour le repos et la récupération. Personnel supplémentaire, liberté des travailleurs d'interrompre le travail, augmentation de la consommation d'eau.

        2. Réduire la charge thermique métabolique

        Mécanisation. Travail de refonte. Réduire le temps de travail. Augmenter les effectifs.

        3. Améliorer le temps de tolérance

        Programme d'acclimatation à la chaleur. Gardez les travailleurs en bonne forme physique. Assurez-vous que la perte d'eau est compensée et maintenez l'équilibre électrolytique si nécessaire.

        4. Formation en santé et sécurité

        Superviseurs formés à la reconnaissance des signes de malaise dû à la chaleur et aux premiers soins. Instruction de base à tout le personnel sur les précautions individuelles, l'utilisation d'équipements de protection et les effets de facteurs non professionnels (par exemple l'alcool). Utilisation d'un système de « copain ». Des plans d'urgence pour le traitement doivent être en place.

        5. Dépistage des intolérances à la chaleur

        Antécédents de maladie de chaleur antérieure. Physiquement inapte.

        C. Programme d'alerte chaleur

        Exemple

        1. Au printemps, établissez une alerte de chaleur
        comité (médecin du travail
        ou infirmière, hygiéniste industrielle,
        ingénieur sécurité, exploitation
        ingénieur, cadre supérieur)

        Organiser un stage de formation. Notes de service aux superviseurs pour vérifier les fontaines à eau, etc. Vérifier les installations, les pratiques, l'état de préparation, etc.

        2. Déclarer une alerte de chaleur en prévision
        période de canicule

        Reportez les tâches non urgentes. Augmentez les travailleurs, augmentez le repos. Rappelez aux travailleurs de boire. Améliorer les pratiques de travail.

        D. Refroidissement corporel auxiliaire et vêtements de protection

        Utiliser s'il n'est pas possible de modifier le travailleur, le travail ou l'environnement et que le stress thermique est toujours au-delà des limites. Les personnes doivent être parfaitement acclimatées à la chaleur et bien formées à l'utilisation et à la pratique du port des vêtements de protection. Des exemples sont les vêtements refroidis à l'eau, les vêtements refroidis à l'air, les gilets de glace et les survêtements mouillés.

        E. Dégradation des performances

        Il ne faut pas oublier que le port de vêtements protecteurs offrant une protection contre les agents toxiques augmentera le stress dû à la chaleur. Tous les vêtements interfèrent avec les activités et peuvent réduire les performances (par exemple, réduire la capacité à recevoir des informations sensorielles, ce qui altère l'ouïe et la vision, par exemple).

        Source : NIOSH 1986.

        Il y a eu beaucoup de recherches militaires sur les vêtements de protection dits NBC (nucléaire, biologique, chimique). Dans les environnements chauds, il n'est pas possible d'enlever les vêtements et les pratiques de travail sont très importantes. Un problème similaire se pose pour les travailleurs des centrales nucléaires. Les méthodes de refroidissement rapide des travailleurs afin qu'ils puissent à nouveau travailler consistent à éponger la surface extérieure des vêtements avec de l'eau et à souffler de l'air sec dessus. D'autres techniques comprennent des dispositifs de refroidissement actifs et des procédés pour refroidir des zones locales du corps. Le transfert de la technologie des vêtements militaires aux situations industrielles est une nouvelle innovation, mais on en sait beaucoup et des pratiques de travail appropriées peuvent réduire considérablement les risques.

         

        Tableau 7. Équations utilisées dans le calcul de l'indice et méthode d'évaluation de la norme ISO 7933 (1989b)

        pour la convection naturelle

        or  , pour une approximation ou lorsque les valeurs sont au-delà des limites pour lesquelles l'équation a été dérivée.

        ____________________________________________________________________________________

        Tableau 8. Description des termes utilisés dans l'ISO 7933 (1989b)

        Symbole

        Long

        Unités

        fraction de la surface de la peau impliquée dans l'échange de chaleur par rayonnement

        ND

        C

        échange de chaleur sur la peau par convection  

        Wm-2

        perte de chaleur respiratoire par convection

        Wm-2

        E

        flux de chaleur par évaporation à la surface de la peau

        Wm-2

        taux d'évaporation maximal qui peut être atteint avec la peau complètement humide

        Wm-2

        évaporation requise pour l'équilibre thermique

        Wm-2

        perte de chaleur respiratoire par évaporation

        Wm-2

        émissivité cutanée (0.97)

        ND

        facteur de réduction pour l'échange de chaleur sensible dû aux vêtements

        ND

        facteur de réduction pour l'échange de chaleur latente

        ND

        rapport entre la surface habillée et la surface non habillée du sujet

        ND

        coefficient de transfert de chaleur convectif

        coefficient de transfert de chaleur par évaporation

        coefficient de transfert de chaleur radiatif

        isolation thermique sèche de base des vêtements

        K

        échange de chaleur sur la peau par conduction

        Wm-2

        M

        pouvoir métabolique

        Wm-2

        pression de vapeur partielle

        kPa

        pression de vapeur saturante à la température de la peau

        kPa

        R

        échange de chaleur sur la peau par rayonnement

        Wm-2

        résistance totale à l'évaporation de la couche limite d'air et des vêtements

        efficacité d'évaporation au taux de sudation requis

        ND

        taux de transpiration requis pour l'équilibre thermique

        Wm-2

        constante de Stefan-Boltzman, 

        température de l'air

        température radiante moyenne

        température moyenne de la peau

        vitesse de l'air pour un sujet immobile

        vitesse relative de l'air

        W

        puissance mécanique

        Wm-2

        moiteur de la peau

        ND

        humidité de la peau requise

        ND

        ND = adimensionnel.

        Pratiques de travail pour les environnements chauds

        NIOSH (1986) fournit une description complète des pratiques de travail pour les environnements chauds, y compris les pratiques médicales préventives. Une proposition de surveillance médicale des personnes exposées à des environnements chauds ou froids est fournie dans l'ISO CD 12894 (1993). Il ne faut jamais oublier qu'il s'agit d'un droit humain fondamental, qui a été affirmé par la loi de 1985Déclaration d'Helsinki, que, lorsque cela est possible, les personnes peuvent se retirer de tout environnement extrême sans avoir besoin d'explication. En cas d'exposition, des pratiques de travail définies amélioreront considérablement la sécurité.

        C'est un principe raisonnable en ergonomie environnementale et en hygiène industrielle que, dans la mesure du possible, le facteur de stress environnemental doit être réduit à la source. Le NIOSH (1986) divise les méthodes de contrôle en cinq types. Ceux-ci sont présentés dans le tableau 7. Il y a eu beaucoup de recherches militaires sur les vêtements de protection dits NBC (nucléaire, biologique, chimique). Dans les environnements chauds, il n'est pas possible d'enlever les vêtements et les pratiques de travail sont très importantes. Un problème similaire se pose pour les travailleurs des centrales nucléaires. Les méthodes de refroidissement rapide des travailleurs afin qu'ils puissent à nouveau travailler consistent à éponger la surface extérieure des vêtements avec de l'eau et à souffler de l'air sec dessus. D'autres techniques comprennent des dispositifs de refroidissement actifs et des procédés pour refroidir des zones locales du corps. Le transfert de la technologie des vêtements militaires aux situations industrielles est une nouvelle innovation, mais on en sait beaucoup et des pratiques de travail appropriées peuvent réduire considérablement les risques.

        Évaluation d'un environnement chaud à l'aide des normes ISO

        L'exemple hypothétique suivant montre comment les normes ISO peuvent être utilisées dans l'évaluation des environnements chauds (Parsons 1993) :

        Les travailleurs d'une aciérie effectuent un travail en quatre phases. Ils enfilent des vêtements et effectuent des travaux légers pendant 1 heure dans un environnement chaud et radiant. Ils se reposent pendant 1 heure, puis effectuent le même travail léger pendant une heure à l'abri de la chaleur rayonnante. Ils effectuent ensuite un travail impliquant un niveau d'activité physique modéré dans un environnement chaud et radiant pendant 30 minutes.

        L'ISO 7243 fournit une méthode simple de surveillance de l'environnement à l'aide de l'indice WBGT. Si les niveaux de WBGT calculés sont inférieurs aux valeurs de référence de WBGT indiquées dans la norme, aucune autre action n'est requise. Si les niveaux dépassent les valeurs de référence (tableau 6), la pression exercée sur les travailleurs doit être réduite. Ceci peut être réalisé par des contrôles techniques et des pratiques de travail. Une action complémentaire ou alternative consiste à réaliser une évaluation analytique selon la norme ISO 7933.

        Les valeurs WBGT du travail sont présentées dans le tableau 9 et ont été mesurées selon les spécifications données dans les normes ISO 7243 et ISO 7726. Les facteurs environnementaux et personnels relatifs aux quatre phases du travail sont présentés dans le tableau 10.

        Tableau 9. Valeurs WBGT (°C) pour quatre phases de travail

        Phase de travail (minutes)

        WBGT = WBGTank + 2 WBGTabd + WGBThd

        Référence WBGT

        0-60

        25

        30

        60-90

        23

        33

        90-150

        23

        30

        150-180

        30

        28

         

        Tableau 10. Données de base pour l'évaluation analytique selon la norme ISO 7933

        Phase de travail (minutes)

        ta (° C)

        tr (° C)

        Pa (Kpa)

        v

        (Mme-1 )

        clo

        (clo)

        Agis

        (Wm-2 )

        0-60

        30

        50

        3

        0.15

        0.6

        100

        60-90

        30

        30

        3

        0.05

        0.6

        58

        90-150

        30

        30

        3

        0.20

        0.6

        100

        150-180

        30

        60

        3

        0.30

        1.0

        150

         

        On constate que pour une partie du travail les valeurs WBGT dépassent celles des valeurs de référence. Il est conclu qu'une analyse plus détaillée est nécessaire.

        La méthode d'évaluation analytique présentée dans la norme ISO 7933 a été réalisée à l'aide des données présentées dans le tableau 10 et du programme informatique répertorié dans l'annexe de la norme. Les résultats pour les travailleurs acclimatés en termes de niveau d'alarme sont présentés dans le tableau 11.

        Tableau 11. Évaluation analytique à l'aide de la norme ISO 7933

        Phase de travail
        (minutes)

        Valeurs prédites

        Durée
        limité
        exposition
        (minutes)

        Raison pour
        limite

         

        tsk (° C)

        O (ND)

        SO (gh-1 )

         

        0-60

        35.5

        0.93

        553

        423

        La perte d'eau

        60-90

        34.6

        0.30

        83

        480

        Pas de limite

        90-150

        34.6

        0.57

        213

        480

        Pas de limite

        150-180

        35.7

        1.00

        566

        45

        Température corporelle

        En Conclusion:

        -

        0.82

        382

        480

        Pas de limite

         

        Une évaluation globale prédit donc que des travailleurs non acclimatés aptes au travail pourraient effectuer un poste de 8 heures sans subir de contraintes physiologiques (thermiques) inacceptables. Si une plus grande précision est requise ou si des travailleurs individuels doivent être évalués, l'ISO 8996 et l'ISO 9920 fourniront des informations détaillées sur la production métabolique de chaleur et l'isolation des vêtements. L'ISO 9886 décrit des méthodes de mesure de la contrainte physiologique exercée sur les travailleurs et peut être utilisée pour concevoir et évaluer des environnements pour des effectifs spécifiques. La température moyenne de la peau, la température interne du corps, la fréquence cardiaque et la perte de masse seront intéressantes dans cet exemple. L'ISO CD 12894 fournit des lignes directrices sur la supervision médicale d'une enquête.

         

        Noir

        Afin de survivre et de travailler dans des conditions plus froides ou plus chaudes, un climat chaud à la surface de la peau doit être fourni au moyen de vêtements ainsi que d'un chauffage ou d'un refroidissement artificiel. Une compréhension des mécanismes d'échange de chaleur à travers les vêtements est nécessaire pour concevoir les ensembles vestimentaires les plus efficaces pour le travail à des températures extrêmes.

        Mécanismes de transfert de chaleur des vêtements

        La nature de l'isolation des vêtements

        Le transfert de chaleur à travers les vêtements, ou à l'inverse l'isolation des vêtements, dépend en grande partie de l'air emprisonné dans et sur les vêtements. Les vêtements sont constitués, en première approximation, de tout type de matériau offrant une adhérence aux couches d'air. Cette affirmation est approximative car certaines propriétés des matériaux sont toujours pertinentes. Celles-ci concernent la construction mécanique des tissus (par exemple, la résistance au vent et la capacité des fibres à supporter des tissus épais), et les propriétés intrinsèques des fibres (par exemple, l'absorption et la réflexion du rayonnement thermique, l'absorption de la vapeur d'eau, l'évacuation de la transpiration ). Pour des conditions environnementales pas trop extrêmes, les mérites des différents types de fibres sont souvent surestimés.

        Couches d'air et mouvement de l'air

        L'idée que c'est l'air, et en particulier l'air immobile, qui fournit l'isolation, suggère que des couches d'air épaisses sont bénéfiques pour l'isolation. C'est vrai, mais l'épaisseur des couches d'air est physiquement limitée. Les couches d'air se forment par adhésion de molécules de gaz à n'importe quelle surface, par cohésion d'une seconde couche de molécules à la première, etc. Cependant, les forces de liaison entre les couches suivantes sont de moins en moins importantes, avec pour conséquence que les molécules externes sont déplacées par des mouvements d'air externes même minuscules. Dans un air calme, les couches d'air peuvent avoir une épaisseur allant jusqu'à 12 mm, mais avec un mouvement d'air vigoureux, comme dans une tempête, l'épaisseur diminue à moins de 1 mm. En général, il existe une relation racine carrée entre l'épaisseur et le mouvement de l'air (voir "Formules et définitions"). La fonction exacte dépend de la taille et de la forme de la surface.

        Conduction thermique de l'air immobile et en mouvement

        L'air immobile agit comme une couche isolante avec une conductivité constante, quelle que soit la forme du matériau. La perturbation des couches d'air entraîne une perte d'épaisseur effective; cela comprend les perturbations non seulement dues au vent, mais également dues aux mouvements du porteur du vêtement - déplacement du corps (un composant du vent) et mouvements des parties du corps. La convection naturelle ajoute à cet effet. Pour un graphique montrant l'effet de la vitesse de l'air sur la capacité isolante d'une couche d'air, voir la figure 1.

        Figure 1. Effet de la vitesse de l'air sur la capacité isolante d'une couche d'air.

        HEA020F1

        Transfert de chaleur par rayonnement

        Le rayonnement est un autre mécanisme important de transfert de chaleur. Chaque surface émet de la chaleur et absorbe la chaleur émise par d'autres surfaces. Le flux de chaleur rayonnante est approximativement proportionnel à la différence de température entre les deux surfaces d'échange. Une couche de vêtements entre les surfaces interférera avec le transfert de chaleur radiative en interceptant le flux d'énergie ; le vêtement atteindra une température qui est à peu près la moyenne des températures des deux surfaces, coupant la différence de température entre elles en deux, et donc le flux radiant est diminué d'un facteur deux. Lorsque le nombre de couches d'interception augmente, le taux de transfert de chaleur diminue.

        Les couches multiples sont ainsi efficaces pour réduire le transfert de chaleur rayonnante. Dans les molletons et les molletons de fibres, le rayonnement est intercepté par des fibres distribuées plutôt que par une couche de tissu. La densité du matériau fibreux (ou plutôt la surface totale du matériau fibreux par volume de tissu) est un paramètre critique pour le transfert de rayonnement à l'intérieur de tels voiles de fibres. Les fibres fines offrent plus de surface pour un poids donné que les fibres grossières.

        Isolation en tissu

        En raison des conductivités de l'air enfermé et du transfert de rayonnement, la conductivité du tissu est effectivement une constante pour les tissus de différentes épaisseurs et reliures. L'isolation thermique est donc proportionnelle à l'épaisseur.

        Résistance à la vapeur de l'air et des tissus

        Les couches d'air créent également une résistance à la diffusion de la sueur évaporée de la peau humide vers l'environnement. Cette résistance est à peu près proportionnelle à l'épaisseur de l'ensemble vestimentaire. Pour les tissus, la résistance à la vapeur dépend de l'air enfermé et de la densité de la construction. Dans les vrais tissus, haute densité et grande épaisseur ne font jamais bon ménage. En raison de cette limitation, il est possible d'estimer l'équivalent en air des tissus qui ne contiennent pas de films ou de revêtements (voir figure 8). Les tissus enduits ou les tissus laminés sur des films peuvent avoir une résistance à la vapeur imprévisible, qui doit être déterminée par des mesures.

        Figure 2. Relation entre l'épaisseur et la résistance à la vapeur (deq) pour les tissus sans revêtements.

        HEA020F2

        Des couches de tissu et d'air aux vêtements

        Plusieurs couches de tissu

        Certaines conclusions importantes des mécanismes de transfert de chaleur sont que les vêtements hautement isolants sont nécessairement épais, qu'une isolation élevée peut être obtenue par des ensembles de vêtements à plusieurs couches minces, qu'une coupe ample offre plus d'isolation qu'une coupe serrée et que l'isolation a une limite inférieure , fixé par la couche d'air qui adhère à la peau.

        Dans les vêtements pour temps froid, il est souvent difficile d'obtenir de l'épaisseur en utilisant uniquement des tissus fins. Une solution consiste à créer des tissus épais, en montant deux tissus à coque fine sur un molleton. Le but du bâton est de créer la couche d'air et de garder l'air à l'intérieur aussi immobile que possible. Les tissus épais présentent également un inconvénient : plus les couches sont reliées, plus le vêtement devient rigide, ce qui limite les mouvements.

        Variété de vêtements

        L'isolation d'un ensemble vestimentaire dépend en grande partie de la conception du vêtement. Les paramètres de conception qui affectent l'isolation sont le nombre de couches, les ouvertures, l'ajustement, la distribution de l'isolation sur le corps et la peau exposée. Certaines propriétés des matériaux telles que la perméabilité à l'air, la réflectivité et les revêtements sont également importantes. De plus, le vent et l'activité modifient l'isolation. Est-il possible de donner une description adéquate des vêtements dans le but de prédire le confort et la tolérance du porteur ? Diverses tentatives ont été faites, basées sur différentes techniques. La plupart des estimations de l'isolation d'un ensemble complet ont été faites pour des conditions statiques (pas de mouvement, pas de vent) sur des ensembles intérieurs, car les données disponibles ont été obtenues à partir de mannequins thermiques (McCullough, Jones et Huck 1985). Les mesures sur des sujets humains sont laborieuses et les résultats varient considérablement. Depuis le milieu des années 1980, des mannequins mobiles fiables ont été développés et utilisés (Olesen et al. 1982 ; Nielsen, Olesen et Fanger 1985). En outre, des techniques de mesure améliorées ont permis des expériences humaines plus précises. Un problème qui n'a pas encore été complètement résolu est l'inclusion appropriée de l'évaporation de la sueur dans l'évaluation. Les mannequins qui transpirent sont rares et aucun d'entre eux n'a une distribution réaliste du taux de transpiration sur le corps. Les humains transpirent de manière réaliste, mais de manière incohérente.

        Définition de l'isolation des vêtements

        Isolation des vêtements (Icl en unités de m2K/W) pour des conditions de régime permanent, sans sources de rayonnement ni condensation dans les vêtements, est défini dans « Formules et définitions ». Souvent I est exprimé dans l'unité clo (pas une unité internationale standard). Un clo équivaut à 0.155 m2K/W. L'utilisation de l'unité clo signifie implicitement qu'elle se rapporte à l'ensemble du corps et inclut donc le transfert de chaleur par les parties exposées du corps.

        I est modifié par le mouvement et le vent, comme expliqué précédemment, et après correction le résultat est appelé isolation résultante. C'est un terme fréquemment utilisé mais pas généralement accepté.

        Répartition des vêtements sur le corps

        Le transfert de chaleur total du corps comprend la chaleur qui est transférée par la peau exposée (généralement la tête et les mains) et la chaleur qui traverse les vêtements. Isolation intrinsèque (voir "Formules et définitions") est calculé sur la surface totale de la peau, pas seulement sur la partie couverte. La peau exposée transfère plus de chaleur que la peau couverte et a donc une profonde influence sur l'isolation intrinsèque. Cet effet est renforcé par l'augmentation de la vitesse du vent. La figure 3 montre comment l'isolation intrinsèque diminue successivement en raison de la courbure des formes du corps (couches externes moins efficaces que l'intérieur), des parties du corps exposées (voie supplémentaire de transfert de chaleur) et de l'augmentation de la vitesse du vent (moins d'isolation, en particulier pour la peau exposée) (Lotens 1989). Pour les ensembles épais, la réduction de l'isolation est dramatique.

        Figure 3. Isolation intrinsèque, car elle est influencée par la courbure du corps, la peau nue et la vitesse du vent.

        HEA020F3

        Épaisseur et couverture typiques de l'ensemble

        Apparemment, l'épaisseur de l'isolant et la couverture de la peau sont des déterminants importants de la perte de chaleur. Dans la vraie vie, les deux sont corrélés dans le sens où les vêtements d'hiver sont non seulement plus épais, mais couvrent également une plus grande proportion du corps que les vêtements d'été. La figure 4 montre comment ces effets se traduisent ensemble par une relation presque linéaire entre l'épaisseur du vêtement (exprimée en volume de matériau isolant par unité de surface de vêtement) et l'isolation (Lotens 1989). La limite inférieure est fixée par l'isolation de l'air adjacent et la limite supérieure par l'utilisabilité du vêtement. Une distribution uniforme peut fournir la meilleure isolation par temps froid, mais il n'est pas pratique d'avoir beaucoup de poids et de volume sur les membres. L'accent est donc souvent mis sur le tronc, et la sensibilité de la peau locale au froid est adaptée à cette pratique. Les membres jouent un rôle important dans le contrôle de l'équilibre thermique humain, et une isolation élevée des membres limite l'efficacité de cette régulation.

        Figure 4. Isolation totale résultant de l'épaisseur et de la répartition des vêtements sur le corps.

        HEA020F4

        Aération des vêtements

        Les couches d'air emprisonnées dans l'ensemble vestimentaire sont soumises au mouvement et au vent, mais à un degré différent de celui de la couche d'air adjacente. Le vent crée une ventilation dans les vêtements, à la fois lorsque l'air pénètre dans le tissu et en passant à travers les ouvertures, tandis que le mouvement augmente la circulation interne. Havenith, Heus et Lotens (1990) ont constaté qu'à l'intérieur des vêtements, le mouvement est un facteur plus important que dans la couche d'air adjacente. Cette conclusion dépend cependant de la perméabilité à l'air du tissu. Pour les tissus très perméables à l'air, la ventilation par le vent est importante. Lotens (1993) a montré que la ventilation peut être exprimée en fonction de la vitesse effective du vent et de la perméabilité à l'air.

        Estimations de l'isolation des vêtements et de la résistance à la vapeur

        Estimations physiques de l'isolation des vêtements

        L'épaisseur d'un ensemble vestimentaire donne une première estimation de l'isolation. La conductivité typique d'un ensemble est de 0.08 W/mK. A une épaisseur moyenne de 20 mm, cela se traduit par une Icl de 0.25m2K/W, soit 1.6 clo. Cependant, les pièces amples, comme les pantalons ou les manches, ont une conductivité beaucoup plus élevée, plus de l'ordre de 0.15, alors que les couches de vêtements serrées ont une conductivité de 0.04, le fameux 4 clo par pouce rapporté par Burton et Edholm (1955 ).

        Estimations à partir de tableaux

        D'autres méthodes utilisent des valeurs de table pour les articles vestimentaires. Ces éléments ont été préalablement mesurés sur un mannequin. Un ensemble sous enquête doit être séparé en ses composants, et ceux-ci doivent être recherchés dans le tableau. Faire un choix incorrect du vêtement tabulé le plus similaire peut entraîner des erreurs. Afin d'obtenir l'isolation intrinsèque de l'ensemble, les valeurs d'isolation individuelles doivent être mises dans une équation de sommation (McCullough, Jones et Huck 1985).

        Facteur de surface des vêtements

        Pour calculer l'isolation totale, fcl doit être estimé (voir "Formules et définitions"). Une estimation expérimentale pratique consiste à mesurer la surface des vêtements, à apporter des corrections pour les parties qui se chevauchent et à diviser par la surface totale de la peau (DuBois et DuBois 1916). D'autres estimations tirées de diverses études montrent que fcl augmente linéairement avec l'isolation intrinsèque.

        Estimation de la résistance à la vapeur

        Pour un ensemble vestimentaire, la résistance à la vapeur est la somme de la résistance des couches d'air et des couches de vêtements. Habituellement, le nombre de couches varie sur le corps et la meilleure estimation est la moyenne pondérée en fonction de la surface, y compris la peau exposée.

        Résistance relative à la vapeur

        La résistance à l'évaporation est moins fréquemment utilisée que I, car peu de mesures de Ccl (ou Pcl) sont disponibles. Woodcock (1962) a évité ce problème en définissant l'indice de perméabilité à la vapeur d'eau im comme le rapport de I et de R, rapportée au même rapport pour une seule couche d'air (ce dernier rapport est quasi constant et connu sous le nom de constante psychrométrique S, 0.0165 K/Pa, 2.34 Km3/g ou 2.2 K/torr); im= I/(RS). Valeurs typiques pour im pour les vêtements non enduits, déterminés sur des mannequins, sont de 0.3 à 0.4 (McCullough, Jones et Tamura 1989). Valeurs pour im pour les composites de tissu et leur air adjacent peuvent être mesurés relativement simplement sur un appareil à plaque chauffante humide, mais la valeur dépend en fait du débit d'air sur l'appareil et de la réflectivité de l'armoire dans laquelle il est monté. Extrapolation du rapport de R et de I pour les humains habillés, des mesures sur les tissus aux ensembles vestimentaires (DIN 7943-2 1992) est parfois tentée. C'est une question techniquement compliquée. Une des raisons est que R n'est proportionnel qu'à la partie convective de I, de sorte que des corrections soigneuses doivent être faites pour le transfert de chaleur radiatif. Une autre raison est que l'air emprisonné entre les composites de tissus et les ensembles de vêtements peut être différent. En fait, la diffusion de vapeur et le transfert de chaleur peuvent être mieux traités séparément.

        Estimations par modèles articulés

        Des modèles plus sophistiqués sont disponibles pour calculer l'isolation et la résistance à la vapeur d'eau que les méthodes expliquées ci-dessus. Ces modèles calculent l'isolation locale sur la base de lois physiques pour un certain nombre de parties du corps et les intègrent à l'isolation intrinsèque pour l'ensemble de la forme humaine. A cet effet, la forme humaine est approximée par des cylindres (figure ). Le modèle de McCullough, Jones et Tamura (1989) nécessite des données vestimentaires pour toutes les couches de l'ensemble, spécifiées par segment corporel. Le modèle CLOMAN de Lotens et Havenith (1991) nécessite moins de valeurs d'entrée. Ces modèles ont une précision similaire, qui est meilleure que toutes les autres méthodes mentionnées, à l'exception de la détermination expérimentale. Malheureusement et inévitablement, les modèles sont plus complexes que ce qui serait souhaitable dans une norme largement acceptée.

        Figure 5. Articulation de forme humaine en cylindres.

        HEA020F5

        Effet de l'activité et du vent

        Lotens et Havenith (1991) proposent également des modifications, basées sur les données de la littérature, de l'isolation et de la résistance à la vapeur dues à l'activité et au vent. L'isolation est plus faible en position assise qu'en position debout, et cet effet est plus important pour les vêtements très isolants. Cependant, le mouvement diminue l'isolation plus que la posture, selon la vigueur des mouvements. Pendant la marche, les bras et les jambes bougent, et la réduction est plus importante que pendant le cyclisme, lorsque seules les jambes bougent. Dans ce cas également, la réduction est plus importante pour les ensembles de vêtements épais. Le vent diminue le plus l'isolation pour les vêtements légers et moins pour les vêtements lourds. Cet effet peut être lié à la perméabilité à l'air du tissu de la coque, qui est généralement inférieure pour les vêtements pour temps froid.

        La figure 8 montre certains effets typiques du vent et du mouvement sur la résistance à la vapeur des vêtements de pluie. Il n'y a pas d'accord définitif dans la littérature sur l'ampleur du mouvement ou des effets du vent. L'importance de ce sujet est soulignée par le fait que certaines normes, telles que l'ISO 7730 (1994), exigent l'isolation résultante comme entrée lorsqu'elle est appliquée aux personnes actives ou aux personnes exposées à un mouvement d'air important. Cette exigence est souvent négligée.

        Figure 6. Diminution de la résistance à la vapeur avec le vent et la marche pour divers vêtements de pluie.

        HEA020F6

        Gestion de l'humidité

        Effets de l'absorption d'humidité

        Lorsque les tissus peuvent absorber la vapeur d'eau, comme le font la plupart des fibres naturelles, les vêtements fonctionnent comme un tampon pour la vapeur. Cela modifie le transfert de chaleur lors des transitoires d'un environnement à un autre. Lorsqu'une personne portant des vêtements non absorbants passe d'un environnement sec à un environnement humide, l'évaporation de la sueur diminue brusquement. Dans les vêtements hygroscopiques, le tissu absorbe la vapeur et le changement d'évaporation n'est que progressif. En même temps, le processus d'absorption libère de la chaleur dans le tissu, augmentant sa température. Cela réduit le transfert de chaleur sèche de la peau. En première approximation, les deux effets s'annulent, laissant le transfert de chaleur total inchangé. La différence avec les vêtements non hygroscopiques est le changement plus progressif de l'évaporation de la peau, avec moins de risque d'accumulation de sueur.

        Capacité d'absorption de vapeur

        La capacité d'absorption du tissu dépend du type de fibre et de la masse du tissu. La masse absorbée est à peu près proportionnelle à l'humidité relative, mais elle est supérieure à 90 %. La capacité d'absorption (appelée reconquérir) est exprimée comme la quantité de vapeur d'eau absorbée dans 100 g de fibres sèches à une humidité relative de 65 %. Les tissus peuvent être classés comme suit :

          • faible absorption—acrylique, polyester (1 à 2 g pour 100 g)
          • absorption intermédiaire—nylon, coton, acétate (6 à 9 g pour 100 g)
          • haute absorption—soie, lin, chanvre, rayonne, jute, laine (11 à 15 g pour 100 g).

               

              Absorption d'eau

              La rétention d'eau dans les tissus, souvent confondue avec l'absorption de vapeur, obéit à des règles différentes. L'eau libre est faiblement liée au tissu et se répand bien latéralement le long des capillaires. C'est ce qu'on appelle la mèche. Le transfert de liquide d'une couche à l'autre n'a lieu que pour les tissus humides et sous pression. Les vêtements peuvent être mouillés par la sueur non évaporée (superflue) qui est absorbée par la peau. La teneur en liquide du tissu peut être élevée et son évaporation ultérieure constituer une menace pour le bilan thermique. Cela se produit généralement pendant le repos après un travail acharné et est connu sous le nom de après refroidissement. La capacité des tissus à retenir les liquides est davantage liée à la construction du tissu qu'à la capacité d'absorption des fibres et, à des fins pratiques, elle est généralement suffisante pour absorber toute la sueur superflue.

              Condensation

              Les vêtements peuvent être mouillés par la condensation de la sueur évaporée sur une couche particulière. La condensation se produit si l'humidité est supérieure à ce que la température locale permet. Par temps froid ce sera souvent le cas à l'intérieur du tissu extérieur, par grand froid même dans les couches plus profondes. Là où la condensation a lieu, l'humidité s'accumule, mais la température augmente, comme c'est le cas lors de l'absorption. La différence entre la condensation et l'absorption, cependant, est que l'absorption est un processus temporaire, alors que la condensation peut se poursuivre pendant de longues périodes. Le transfert de chaleur latente pendant la condensation peut contribuer de manière très significative à la perte de chaleur, ce qui peut être souhaitable ou non. L'accumulation d'humidité est surtout un inconvénient, en raison de l'inconfort et du risque de refroidissement ultérieur. En cas de condensation abondante, le liquide peut être transporté vers la peau pour s'évaporer à nouveau. Ce cycle fonctionne comme un caloduc et peut réduire fortement l'isolation du sous-vêtement.

              Simulation dynamique

              Depuis le début des années 1900, de nombreuses normes et indices ont été développés pour classer les vêtements et les climats. Presque sans exception, ceux-ci ont traité d'états stables - des conditions dans lesquelles le climat et le travail ont été maintenus suffisamment longtemps pour qu'une personne développe une température corporelle constante. Ce type de travail est devenu rare, en raison de l'amélioration de la santé au travail et des conditions de travail. L'accent a été mis sur l'exposition de courte durée à des circonstances difficiles, souvent liées à la gestion des calamités dans les vêtements de protection.

              Il existe donc un besoin de simulations dynamiques impliquant le transfert de chaleur des vêtements et la contrainte thermique du porteur (Gagge, Fobelets et Berglund 1986). De telles simulations peuvent être réalisées au moyen de modèles informatiques dynamiques qui s'exécutent à travers un scénario spécifié. Parmi les modèles les plus sophistiqués à ce jour en matière de vêtements, THDYN (Lotens 1993) permet une large gamme de spécifications vestimentaires et a été mis à jour pour inclure les caractéristiques individuelles de la personne simulée (figure 9). Plus de modèles peuvent être attendus. Cependant, une évaluation expérimentale approfondie est nécessaire, et l'exécution de tels modèles est le travail d'experts plutôt que d'un profane intelligent. Les modèles dynamiques basés sur la physique des transferts de chaleur et de masse incluent tous les mécanismes de transfert de chaleur et leurs interactions - absorption de vapeur, chaleur provenant de sources rayonnantes, condensation, ventilation, accumulation d'humidité, etc. - pour une large gamme d'ensembles vestimentaires, y compris civils, vêtements de travail et de protection.

              Figure 7. Description générale d'un modèle thermique dynamique.

              HEA020F7

               

              Noir

              Un environnement froid est défini par des conditions qui provoquent des pertes de chaleur corporelle supérieures à la normale. Dans ce contexte, « normal » fait référence à ce que les gens vivent dans la vie quotidienne dans des conditions confortables, souvent à l'intérieur, mais cela peut varier en raison des conditions sociales, économiques ou climatiques naturelles. Aux fins de cet article, les environnements avec une température de l'air inférieure à 18 à 20 °C seraient considérés comme froids.

              Le travail à froid comprend une variété d'activités industrielles et professionnelles dans différentes conditions climatiques (voir tableau 1). Dans la plupart des pays, l'industrie alimentaire exige de travailler dans des conditions froides, normalement entre 2 et 8 °C pour les aliments frais et moins de –25 °C pour les aliments surgelés. Dans de tels environnements froids artificiels, les conditions sont relativement bien définies et l'exposition est à peu près la même d'un jour à l'autre.

              Tableau 1. Températures de l'air de divers environnements de travail froids

              –120 ºC

              Chambre climatique pour la cryothérapie humaine

              –90 ºC

              Température la plus basse à la base polaire sud de Vostock

              –55 ºC

              Entrepôt frigorifique pour chair de poisson et production de produits surgelés et séchés

              –40 ºC

              Température « normale » à la base polaire

              –28 ºC

              Chambre froide pour produits surgelés

              +2 à +12 ºC

              Stockage, préparation et transport de produits alimentaires frais

              –50 à –20 ºC

              Température moyenne en janvier du nord du Canada et de la Sibérie

              –20 à –10 ºC

              Température moyenne en janvier dans le sud du Canada, le nord de la Scandinavie et le centre de la Russie

              –10 à 0 ºC

              Température moyenne en janvier du nord des États-Unis, du sud de la Scandinavie, de l'Europe centrale, de certaines parties du Moyen et de l'Extrême-Orient, du centre et du nord du Japon

              Source : modifié à partir de Holmér 1993.

              Dans de nombreux pays, les changements climatiques saisonniers impliquent que les travaux extérieurs et les travaux dans des bâtiments non chauffés pendant des périodes plus ou moins longues doivent être effectués dans des conditions froides. L'exposition au froid peut varier considérablement selon les différents endroits sur terre et le type de travail (voir tableau 1). L'eau froide présente un autre danger, rencontré par les personnes engagées, par exemple, dans des travaux offshore. Cet article traite des réponses au stress dû au froid et des mesures préventives. Les méthodes d'évaluation du stress dû au froid et des limites de température acceptables selon les normes internationales récemment adoptées sont traitées ailleurs dans ce chapitre.

              Stress dû au froid et travail dans le froid

              Le stress dû au froid peut être présent sous de nombreuses formes différentes, affectant l'équilibre thermique de tout le corps ainsi que l'équilibre thermique local des extrémités, de la peau et des poumons. Le type et la nature du stress dû au froid sont largement décrits ailleurs dans ce chapitre. Le moyen naturel de faire face au stress dû au froid est l'action comportementale, en particulier le changement et l'ajustement des vêtements. Une protection suffisante empêche le refroidissement. Cependant, la protection elle-même peut provoquer des effets indésirables indésirables. Le problème est illustré sur la figure 1.

              Figure 1. Exemples d'effets du froid.

              HEA090F1

              Le refroidissement de tout le corps ou de certaines parties du corps entraîne une gêne, une altération des fonctions sensorielles et neuromusculaires et, en fin de compte, une blessure due au froid. L'inconfort dû au froid a tendance à stimuler fortement l'action comportementale, réduisant ou éliminant l'effet. La prévention du refroidissement par le port de vêtements, de chaussures, de gants et d'un couvre-chef de protection contre le froid nuit à la mobilité et à la dextérité du travailleur. Il y a un « coût de protection » dans le sens où les mouvements et les mouvements deviennent restreints et plus épuisants. Le besoin continu d'ajustement de l'équipement pour maintenir un haut niveau de protection exige de l'attention et du jugement, et peut compromettre des facteurs tels que la vigilance et le temps de réaction. L'un des objectifs les plus importants de la recherche en ergonomie est l'amélioration de la fonctionnalité des vêtements tout en maintenant une protection contre le froid.

               

               

               

               

              En conséquence, les effets du travail dans le froid doivent être divisés en :

              • effets du refroidissement des tissus
              • effets des mesures de protection (« coût de la protection »).

               

              Lors d'une exposition au froid, des mesures comportementales réduisent l'effet de refroidissement et, à terme, permettent le maintien d'un équilibre thermique et d'un confort normaux. Des mesures insuffisantes évoquent des réactions thermorégulatrices physiologiquement compensatoires (vasoconstriction et frissons). L'action combinée des ajustements comportementaux et physiologiques détermine l'effet résultant d'un stress froid donné.

              Dans les sections suivantes, ces effets seront décrits. Ils sont divisés en effets aigus (survenant en quelques minutes ou quelques heures), effets à long terme (jours voire années) et autres effets (non directement liés aux réactions de refroidissement per se). Le tableau 2 présente des exemples de réactions associées à la durée d'exposition au froid. Naturellement, les types de réponses et leur ampleur dépendent largement du niveau de stress. Cependant, les expositions longues (jours et plus) n'impliquent guère les niveaux extrêmes qui peuvent être atteints pendant une courte période.

              Tableau 2. Durée du stress froid non compensé et réactions associées

              Temps

              Effets physiologiques

              Effet psychologique

              Secondes

              Halètement inspiratoire
              hyperventilation
              Élévation de la fréquence cardiaque
              Vasoconstriction périphérique
              Augmentation de la pression artérielle

              Sensation cutanée, inconfort

              Minutes

              Refroidissement des tissus
              Refroidissement des extrémités
              Détérioration neuro-musculaire
              Shivering
              Gelée de contact et de convection

              Diminution des performances
              Douleur de refroidissement local

              HORAIRES

              Capacité de travail physique réduite
              Hypothermie
              Blessure due au froid

              Fonction mentale altérée

              Jours/mois

              Blessure due au froid non glacial
              Acclimatation

              Habituation
              Inconfort réduit

              Années

              Effets tissulaires chroniques (?)

               

               

              Effets aigus du refroidissement

              L'effet le plus évident et le plus direct du stress dû au froid est le refroidissement immédiat de la peau et des voies respiratoires supérieures. Les récepteurs thermiques répondent et une séquence de réactions thermorégulatrices est initiée. Le type et l'ampleur de la réaction sont déterminés principalement par le type et la sévérité du refroidissement. Comme mentionné précédemment, la vasoconstriction périphérique et les frissons sont les principaux mécanismes de défense. Les deux contribuent à préserver la chaleur corporelle et la température centrale, mais compromettent les fonctions cardiovasculaires et neuromusculaires.

              Cependant, les effets psychologiques de l'exposition au froid modifient également les réactions physiologiques de manière complexe et en partie inconnue. L'environnement froid est source de distraction dans le sens où il demande un effort mental accru pour gérer les nouveaux facteurs de stress (éviter de se refroidir, prendre des mesures de protection, etc.). D'autre part, le froid provoque également l'éveil, en ce sens que l'augmentation du niveau de stress augmente l'activité nerveuse sympathique et, par conséquent, la préparation à l'action. Dans des conditions normales, les gens n'utilisent qu'une petite partie de leur capacité, préservant ainsi une grande capacité tampon pour des conditions imprévues ou exigeantes.

              Perception du froid et confort thermique

              La plupart des humains ressentent une sensation de neutralité thermique à une température opérative comprise entre 20 et 26 ºC lorsqu'ils effectuent un travail très léger et sédentaire (travail de bureau à 70 W/m2) dans des vêtements adaptés (valeurs d'isolation comprises entre 0.6 et 1.0 clo). Dans cet état et en l'absence de tout déséquilibre thermique local, comme le tirage, les personnes sont en confort thermique. Ces conditions sont bien documentées et spécifiées dans des normes telles que ISO 7730 (voir le chapitre Contrôle de l'environnement intérieur dans ce Encyclopédie).

              La perception humaine du refroidissement est étroitement liée à l'équilibre thermique du corps entier ainsi qu'à l'équilibre thermique des tissus locaux. L'inconfort thermique dû au froid survient lorsque l'équilibre thermique du corps ne peut être maintenu en raison d'une mauvaise adéquation entre l'activité (production de chaleur métabolique) et les vêtements. Pour des températures comprises entre +10 et +30 °C, l'ampleur de « l'inconfort dû au froid » dans une population peut être prédite par l'équation de confort de Fanger, décrite dans la norme ISO 7730.

              Une formule simplifiée et raisonnablement précise pour le calcul de la température thermoneutre (T) pour la personne moyenne est:

               

              t = 33.5 – 3·Icl – (0.08 + 0.05·Icl) ·M

              De M est la chaleur métabolique mesurée en W/m2 et de Icl la valeur isolante des vêtements mesurée en clo.

              L'isolation requise des vêtements (valeur clo) est supérieure à +10 ºC à celle calculée avec la méthode IREQ (valeur d'isolation requise calculée) (ISO TR 11079, 1993). La raison de cet écart est l'application de critères de « confort » différents dans les deux méthodes. L'ISO 7730 se concentre fortement sur le confort thermique et permet une transpiration considérable, tandis que l'ISO TR 11079 ne permet que de "contrôler" la transpiration à des niveaux minimaux - une nécessité dans le froid. La figure 2 illustre la relation entre l'isolation des vêtements, le niveau d'activité (production de chaleur) et la température de l'air selon l'équation ci-dessus et la méthode IREQ. Les zones remplies doivent représenter la variation attendue de l'isolation requise des vêtements en raison des différents niveaux de « confort ».

              Figure 2. Température optimale pour le "confort" thermique en fonction des vêtements et du niveau d'activité ().

              HEA090F2

              Les informations de la figure 2 ne sont qu'un guide pour établir des conditions thermiques intérieures optimales. Il existe des variations individuelles considérables dans la perception du confort thermique et de l'inconfort dû au froid. Cette variation provient de différences dans les habitudes vestimentaires et d'activité, mais les préférences subjectives et l'accoutumance y contribuent également.

              En particulier, les personnes engagées dans des activités sédentaires très légères deviennent de plus en plus sensibles au refroidissement local lorsque la température de l'air descend en dessous de 20 à 22 ºC. Dans de telles conditions, la vitesse de l'air doit être maintenue faible (inférieure à 0.2 m/s) et des vêtements isolants supplémentaires doivent être choisis pour couvrir les parties sensibles du corps (par exemple, la tête, le cou, le dos et les chevilles). Le travail assis à des températures inférieures à 20 °C nécessite un siège et un dossier isolés pour réduire le refroidissement local dû à la compression des vêtements.

              Lorsque la température ambiante descend en dessous de 10°C, le concept de confort devient plus difficile à appliquer. Les asymétries thermiques deviennent « normales » (par exemple, visage froid et inhalation d'air froid). Malgré un équilibre thermique corporel optimal, de telles asymétries peuvent être ressenties comme inconfortables et nécessiter une chaleur supplémentaire pour être éliminées. Le confort thermique dans le froid, contrairement aux conditions intérieures normales, est susceptible de coïncider avec une légère sensation de chaleur. Il convient de s'en souvenir lors de l'évaluation du stress dû au froid à l'aide de l'indice IREQ.

               

              Performance

              L'exposition au froid et les réactions comportementales et physiologiques associées ont un impact sur les performances humaines à différents niveaux de complexité. Le tableau 3 présente un aperçu schématique des différents types d'effets sur les performances qui peuvent être anticipés avec une exposition au froid doux et extrême.

              Tableau 3. Indication des effets anticipés d'une exposition au froid léger et sévère

              Performance

              Exposition au froid doux

              Exposition au froid intense

              Performances manuelles

              0 -

              - -

              Performances musculaires

              0

              -

              Performances aérobies

              0

              -

              Temps de réaction simple

              0

              -

              Choix du temps de réaction

              -

              - -

              Suivi, vigilance

              0 -

              -

              Tâches cognitives et mentales

              0 -

              - -

              0 indique aucun effet ; – indique une déficience ; – – indique une forte déficience ; 0 – indique un résultat contradictoire.

               

              Une exposition légère dans ce contexte implique un refroidissement nul ou négligeable du corps et un refroidissement modéré de la peau et des extrémités. Une exposition sévère entraîne un bilan thermique négatif, une baisse de la température centrale et une baisse prononcée concomitante de la température des extrémités.

              Les caractéristiques physiques d'une exposition au froid léger et sévère dépendent beaucoup de l'équilibre entre la production de chaleur corporelle interne (résultant d'un travail physique) et les pertes de chaleur. Les vêtements de protection et les conditions climatiques ambiantes déterminent la quantité de perte de chaleur.

              Comme mentionné précédemment, l'exposition au froid provoque une distraction et un refroidissement (figure 1). Les deux ont un impact sur les performances, bien que l'ampleur de l'impact varie selon le type de tâche.

              Le comportement et la fonction mentale sont plus sensibles à l'effet de distraction, tandis que les performances physiques sont plus affectées par le refroidissement. L'interaction complexe des réponses physiologiques et psychologiques (distraction, excitation) à l'exposition au froid n'est pas entièrement comprise et nécessite des travaux de recherche supplémentaires.

              Le tableau 4 indique les relations rapportées entre la performance physique et les températures du corps. On suppose que les performances physiques dépendent fortement de la température des tissus et se détériorent lorsque la température des tissus vitaux et des parties d'organes chute. En règle générale, la dextérité manuelle dépend de manière critique de la température des doigts et de la main, ainsi que de la température musculaire du coup droit. L'activité musculaire globale est peu affectée par la température de surface locale, mais très sensible à la température musculaire. Étant donné que certaines de ces températures sont liées les unes aux autres (par exemple, la température centrale et musculaire), il est difficile de déterminer des relations directes.

              Tableau 4. Importance de la température des tissus corporels pour la performance physique humaine

              Performance

              Température de la peau des mains/doigts

              Température cutanée moyenne

              Température musculaire

              Température à cœur

              Manuel simple

              -

              0

              -

              0

              Manuel complexe

              - -

              (-)

              - -

              -

              Musculaire

              0

              0 -

              - -

              0 -

              Aérobique

              0

              0

              -

              - -

              0 indique aucun effet ; – indique une déficience avec une température abaissée; – – indique une forte déficience ; 0 – indique des résultats contradictoires ; (–) indique un effet mineur possible.

               

              L'aperçu des effets sur la performance dans les tableaux 3 et 4 est par nécessité très schématique. L'information devrait servir de signal d'action, où l'action signifie une évaluation détaillée des conditions ou la mise en œuvre de mesures préventives.

              Un facteur important contribuant à la diminution des performances est le temps d'exposition. Plus l'exposition au froid est longue, plus l'effet sur les tissus profonds et la fonction neuromusculaire est important. D'autre part, des facteurs tels que l'accoutumance et l'expérience modifient les effets néfastes et restaurent une partie de la capacité de performance.

              Performances manuelles

              La fonction de la main est très sensible à l'exposition au froid. En raison de leur petite masse et de leur grande surface, les mains et les doigts perdent beaucoup de chaleur tout en maintenant des températures élevées des tissus (30 à 35 ºC). En conséquence, de telles températures élevées ne peuvent être maintenues qu'avec un niveau élevé de production de chaleur interne, permettant un flux sanguin élevé et soutenu vers les extrémités.

              La perte de chaleur des mains peut être réduite par temps froid en portant des gants appropriés. Cependant, un bon vêtement pour le temps froid est synonyme d'épaisseur et de volume, et, par conséquent, de dextérité et de fonction manuelle réduites. Par conséquent, les performances manuelles dans le froid ne peuvent être préservées par des mesures passives. Au mieux, la baisse des performances peut être limitée grâce à un compromis équilibré entre le choix du vêtement fonctionnel, le comportement au travail et le schéma d'exposition.

              La fonction de la main et des doigts dépend beaucoup de la température locale des tissus (figure 3). Les mouvements fins, délicats et rapides des doigts se détériorent lorsque la température des tissus baisse de quelques degrés. Avec un refroidissement plus profond et une chute de température, les fonctions manuelles grossières sont également altérées. Une altération significative de la fonction de la main est observée à des températures cutanées d'environ 15 ºC, et des altérations graves se produisent à des températures cutanées d'environ 6 à 8 ºC en raison du blocage de la fonction des récepteurs sensoriels et thermiques de la peau. Selon les exigences de la tâche, il peut être nécessaire de mesurer la température cutanée à plusieurs endroits sur la main et les doigts. La température du bout des doigts peut être inférieure de plus de dix degrés à celle du dos de la main dans certaines conditions d'exposition.

              Figure 3. Relation entre la dextérité des doigts et la température cutanée des doigts.

              HEA090F3

              La figure 4 indique les températures critiques pour différents types d'effets sur la fonction manuelle.

              Figure 4. Estimation des effets bruts sur les performances manuelles à différents niveaux de température main/doigt.

              HEA090T4

              Performance neuro-musculaire

              Il ressort des figures 3 et 4 qu'il existe un effet prononcé du froid sur la fonction et la performance musculaires. Le refroidissement des tissus musculaires réduit le flux sanguin et ralentit les processus neuronaux tels que la transmission des signaux nerveux et la fonction synaptique. De plus, la viscosité des tissus augmente, ce qui entraîne une friction interne plus élevée pendant le mouvement.

              La production de force isométrique est réduite de 2 % par ºC de température musculaire réduite. La production de force dynamique est réduite de 2 à 4 % par ºC de température musculaire abaissée. En d'autres termes, le refroidissement réduit la production de force des muscles et a un effet encore plus important sur les contractions dynamiques.

              Capacité de travail physique

              Comme mentionné précédemment, les performances musculaires se détériorent avec le froid. Avec une fonction musculaire altérée, il y a une altération générale de la capacité de travail physique. Un facteur contribuant à la réduction de la capacité de travail aérobie est la résistance périphérique accrue de la circulation systémique. Une vasoconstriction prononcée augmente la circulation centrale, entraînant éventuellement une diurèse froide et une pression artérielle élevée. Le refroidissement du noyau peut également avoir un effet direct sur la contractilité du muscle cardiaque.

              La capacité de travail, mesurée par la capacité aérobie maximale, diminue de 5 à 6 % par ºC de température centrale abaissée. Ainsi, l'endurance peut se détériorer rapidement comme conséquence pratique de la capacité maximale abaissée et d'un besoin énergétique accru du travail musculaire.

              Autres effets du froid

              Températures corporelles

              Lorsque la température baisse, la surface du corps est la plus touchée (et aussi la plus tolérante). La température de la peau peut tomber en dessous de 0°C en quelques secondes lorsque la peau est en contact avec des surfaces métalliques très froides. De même, la température des mains et des doigts peut diminuer de plusieurs degrés par minute dans des conditions de vasoconstriction et de mauvaise protection. A température cutanée normale, les bras et les mains sont surperfusés du fait des shunts artério-veineux périphériques. Cela crée de la chaleur et améliore la dextérité. Le refroidissement de la peau ferme ces shunts et diminue la perfusion dans les mains et les pieds d'un dixième. Les extrémités constituent 50 % de la surface corporelle et 30 % de son volume. Le retour du sang passe par les veines profondes concomitantes aux artères, réduisant ainsi les pertes de chaleur selon le principe du contre-courant.

              La vasoconstriction adrénergique ne se produit pas dans la région tête-cou, ce qui doit être pris en compte dans les situations d'urgence pour prévenir l'hypothermie. Une personne tête nue peut perdre 50 % ou plus de sa production de chaleur au repos à des températures inférieures à zéro.

              Un taux élevé et soutenu de perte de chaleur dans tout le corps est nécessaire pour le développement de l'hypothermie (baisse de la température centrale) (Maclean et Emslie-Smith 1977). L'équilibre entre la production de chaleur et la perte de chaleur détermine le taux de refroidissement résultant, qu'il s'agisse d'un refroidissement de tout le corps ou d'un refroidissement local d'une partie du corps. Les conditions du bilan thermique peuvent être analysées et évaluées sur la base de l'indice IREQ. Une réponse remarquable au refroidissement local des parties saillantes du corps humain (par exemple, les doigts, les orteils et les oreilles) est le phénomène de chasse (réaction de Lewis). Après une première chute à une valeur basse, la température du doigt augmente de plusieurs degrés (figure 5). Cette réaction est répétée de manière cyclique. La réponse est très locale, plus prononcée au bout du doigt qu'à la base. Il est absent de la main. La réponse sur la paume de la main reflète très probablement la variation de température du flux sanguin alimentant les doigts. La réponse peut être modifiée par des expositions répétées (amplifiée), mais est plus ou moins abolie en association avec le refroidissement de tout le corps.

              Figure 5. Vasodilatation induite par le froid des vaisseaux des doigts provoquant des élévations cycliques de la température des tissus.

              HEA090F4

              Le refroidissement progressif du corps entraîne un certain nombre d'effets physiologiques et mentaux. Le tableau 16 indique certaines réponses typiques associées à différents niveaux de température centrale.

              Tableau 5. Réponses humaines au refroidissement : réactions indicatives à différents niveaux d'hypothermie

              phase

              Core
              la réactivité
              (°C)

              Physiologique
              réactions

              Psychologique
              réactions

              Normal

              37

              36

              Température corporelle normale

              Vasoconstriction, mains et pieds froids

              Sensation thermoneutre

              Inconfort

              Hypothermie légère

              35

              34

              33

              Frissons intenses, capacité de travail réduite

              Fatigue

              Tâtonner et trébucher

              Jugement altéré, désorientation, apathie

              Conscient et
              sensible

              Modérés
              hypothermie

              32

              31

              30

              29

              Rigidité musculaire

              Respiration faible

              Pas de réflexes nerveux, rythme cardiaque lent et presque imperceptible

              Progressive
              inconscience,
              hallucinations

              Nuages ​​de conscience

              Stupéfiant

              Sévère
              hypothermie

              28

              27

              25

              Troubles du rythme cardiaque (auriculaire
              et/ou ventriculaire)

              Pupilles non réactives à
              tendon léger et profond et
              réflexes superficiels
              absent

              Décès par fibrillation ventriculaire ou asystole

               

               

              Coeur et circulation

              Le refroidissement du front et de la tête provoque une élévation aiguë de la pression artérielle systolique et, éventuellement, une fréquence cardiaque élevée. Une réaction similaire peut être observée en mettant les mains nues dans de l'eau très froide. La réaction est de courte durée et des valeurs normales ou légèrement élevées sont atteintes après quelques secondes ou minutes.

              Une perte excessive de chaleur corporelle provoque une vasoconstriction périphérique. En particulier, pendant la phase transitoire, l'augmentation de la résistance périphérique entraîne une élévation de la pression artérielle systolique et une augmentation du rythme cardiaque. Le travail cardiaque est plus important qu'il ne le serait pour des activités similaires à des températures normales, un phénomène douloureusement vécu par les personnes souffrant d'angine de poitrine.

              Comme mentionné précédemment, un refroidissement plus profond des tissus ralentit généralement les processus physiologiques des cellules et des organes. Le refroidissement affaiblit le processus d'innervation et supprime les contractions cardiaques. La puissance de contraction est réduite et, en plus de l'augmentation de la résistance périphérique des vaisseaux sanguins, le débit cardiaque est réduit. Cependant, avec une hypothermie modérée et sévère, la fonction cardiovasculaire décline en relation avec la réduction générale du métabolisme.

              Poumons et voies respiratoires

              L'inhalation de volumes modérés d'air froid et sec présente des problèmes limités chez les personnes en bonne santé. L'air très froid peut provoquer une gêne, notamment au niveau de la respiration nasale. Des volumes de ventilation élevés d'air très froid peuvent également provoquer une micro-inflammation de la membrane muqueuse des voies respiratoires supérieures.

              Avec la progression de l'hypothermie, la fonction pulmonaire est déprimée en même temps que la réduction générale du métabolisme corporel.

              Aspects fonctionnels (capacité de travail)

              Une exigence fondamentale pour le fonctionnement dans des environnements froids est la fourniture d'une protection suffisante contre le refroidissement. Cependant, la protection elle-même peut sérieusement interférer avec les conditions de performance. L'effet boitillant des vêtements est bien connu. Les couvre-chefs et les casques interfèrent avec la parole et la vision, et les gants altèrent la fonction manuelle. Alors que la protection est nécessaire pour préserver des conditions de travail saines et confortables, les conséquences en termes de performances altérées doivent être pleinement reconnues. Les tâches prennent plus de temps à accomplir et nécessitent plus d'efforts.

              Les vêtements de protection contre le froid peuvent facilement peser de 3 à 6 kg bottes et couvre-chef compris. Ce poids alourdit la charge de travail, notamment lors de travaux ambulatoires. De plus, le frottement entre les couches des vêtements multicouches crée une résistance au mouvement. Le poids des bottes doit être maintenu bas, car le poids supplémentaire sur les jambes contribue relativement plus à la charge de travail.

              L'organisation du travail, le lieu de travail et l'équipement doivent être adaptés aux exigences spécifiques d'une tâche de travail à froid. Il faut accorder plus de temps aux tâches et des pauses fréquentes pour la récupération et l'échauffement sont nécessaires. Le lieu de travail doit permettre des déplacements aisés, malgré des vêtements volumineux. De même, les équipements doivent être conçus de manière à pouvoir être actionnés avec une main gantée ou isolés dans le cas des mains nues.

              Blessures dues au froid

              Les blessures graves causées par l'air froid sont dans la plupart des cas évitables et ne surviennent que sporadiquement dans la vie civile. D'autre part, ces blessures sont souvent d'une importance majeure dans la guerre et dans les cataclysmes. Cependant, de nombreux travailleurs courent le risque de se blesser par le froid dans leurs activités de routine. Le travail à l'extérieur dans un climat rigoureux (comme dans les régions arctiques et subarctiques - par exemple, la pêche, l'agriculture, la construction, l'exploration gazière et pétrolière et l'élevage de rennes) ainsi que le travail à l'intérieur effectué dans des environnements froids (comme dans les industries alimentaires ou d'entreposage) peuvent tous comportent un risque de blessure par le froid.

              Les blessures par le froid peuvent être systémiques ou localisées. Les lésions locales, qui précèdent le plus souvent l'hypothermie systémique, constituent deux entités cliniquement différentes : les lésions par le froid glacial (FCI) et les lésions par le froid non glacial (NFCI).

              Blessures par le froid glacial

              Physiopathologie

              Ce type de lésion locale survient lorsque la perte de chaleur est suffisante pour permettre une véritable congélation des tissus. Outre une insulte cryogénique directe aux cellules, des dommages vasculaires avec une diminution de la perfusion et une hypoxie tissulaire contribuent aux mécanismes pathogènes.

              La vasoconstriction des vaisseaux cutanés est d'une grande importance dans l'origine d'une engelure. En raison de shunts artério-veineux larges, les structures périphériques telles que les mains, les pieds, le nez et les oreilles sont surperfusées dans un environnement chaud. Seul environ un dixième du flux sanguin dans les mains, par exemple, est nécessaire pour l'oxygénation des tissus. Le reste crée de la chaleur, facilitant ainsi la dextérité. Même en l'absence de diminution de la température centrale, un refroidissement local de la peau obstrue ces shunts.

              Afin de protéger la viabilité des parties périphériques des extrémités lors d'une exposition au froid, une vasodilatation intermittente induite par le froid (CIVD) a lieu. Cette vasodilatation résulte de l'ouverture des anastomoses artério-veineuses et survient toutes les 5 à 10 minutes. Le phénomène est un compromis dans le plan physiologique humain pour conserver la chaleur tout en préservant par intermittence la fonction des mains et des pieds. La vasodilatation est perçue par la personne comme des périodes de chaleur piquante. La CIVD devient moins prononcée à mesure que la température corporelle diminue. Les variations individuelles du degré de CIVD pourraient expliquer une susceptibilité différente aux lésions locales causées par le froid. Les peuples indigènes à un climat froid présentent une CIVD plus prononcée.

              Contrairement à la cryoconservation des tissus vivants, où la cristallisation de la glace se produit à la fois intra- et extracellulaire, la FCI clinique, avec un taux de congélation beaucoup plus lent, ne produit que des cristaux de glace extracellulaires. Le processus est exothermique, libérant de la chaleur et, par conséquent, la température des tissus reste au point de congélation jusqu'à ce que la congélation soit complète.

              Au fur et à mesure que les cristaux de glace extracellulaires se développent, les solutions extracellulaires se condensent, faisant de cet espace un milieu hyperosmolaire, ce qui entraîne une diffusion passive de l'eau du compartiment intracellulaire ; que l'eau gèle à son tour. Ce processus progresse jusqu'à ce que toute l'eau « disponible » (qui n'est pas autrement liée aux protéines, au sucre et à d'autres molécules) ait été cristallisée. La déshydratation cellulaire altère les structures protéiques, les lipides membranaires et le pH cellulaire, entraînant une destruction incompatible avec la survie cellulaire. La résistance au FCI varie selon les tissus. La peau est plus résistante que les muscles et les nerfs, par exemple, ce qui pourrait être le résultat d'une plus faible teneur en eau à la fois intra- et intercellulaire dans l'épiderme.

              Le rôle des facteurs hémorhéologiques indirects a été précédemment interprété comme similaire à celui trouvé dans les blessures par le froid non glacial. Des études récentes chez l'animal ont cependant montré que la congélation provoque des lésions dans l'intima des artérioles, des veinules et des capillaires avant toute preuve de dommages aux autres éléments de la peau. Ainsi, il est évident que la partie rhéologique de la pathogenèse du FCI est également un effet cryobiologique.

              Lorsqu'une engelure est réchauffée, l'eau commence à se rediffuser vers les cellules déshydratées, entraînant un gonflement intracellulaire. La décongélation induit une dilatation vasculaire maximale, créant un œdème et la formation de cloques en raison de la lésion des cellules endothéliales (couche interne de la peau). La perturbation des cellules endothéliales expose la membrane basale, qui initie les adhérences plaquettaires et démarre la cascade de coagulation. La stagnation sanguine et la thrombose suivantes induisent une anoxie.

              Comme c'est la perte de chaleur de la zone exposée qui détermine le risque d'engelure, le refroidissement éolien est un facteur important à cet égard, et cela signifie non seulement le vent qui souffle mais aussi tout mouvement d'air au-delà du corps. La course à pied, le ski, le ski joering et l'équitation dans des véhicules ouverts doivent être considérés dans ce contexte. Cependant, la chair exposée ne gèlera pas tant que la température ambiante est supérieure au point de congélation, même à des vitesses de vent élevées.

              La consommation d'alcool et de produits du tabac ainsi que la sous-alimentation et la fatigue sont des facteurs prédisposant à l'ICD. Une blessure par le froid antérieure augmente le risque d'ICF ultérieur, en raison d'une réponse sympathique post-traumatique anormale.

              Le métal froid peut provoquer rapidement des engelures lorsqu'il est saisi à main nue. La plupart des gens en sont conscients, mais souvent ne réalisent pas le risque de manipuler des liquides sur-refroidis. L'essence refroidie à –30 °C gèlera la chair exposée presque instantanément car la perte de chaleur par évaporation est combinée à une perte par conduction. Une telle congélation rapide provoque une cristallisation extra- et intracellulaire avec destruction des membranes cellulaires principalement sur une base mécanique. Un type similaire de FCI se produit lorsque le propane liquide est renversé directement sur la peau.

              Image clinique

              Les blessures causées par le froid glacial sont subdivisées en gelures superficielles et profondes. La lésion superficielle est limitée à la peau et aux tissus sous-cutanés sous-jacents immédiats. Dans la plupart des cas, la blessure est localisée au nez, aux lobes des oreilles, aux doigts et aux orteils. Une douleur piquante et piquante est souvent le premier signe. La partie affectée de la peau devient pâle ou blanchâtre. Il est engourdi et s'enfoncera sous la pression, car les tissus sous-jacents sont viables et flexibles. Lorsque le FCI s'étend dans une blessure profonde, la peau devient blanche et semblable à du marbre, est dure au toucher et adhère au toucher.

              Traitement

              Une engelure doit être prise en charge immédiatement afin d'éviter qu'une blessure superficielle ne se transforme en profonde. Essayez de ramener la victime à l'intérieur; sinon, protégez-le du vent en l'abritant avec des camarades, un sac à vent ou tout autre moyen similaire. La zone gelée doit être décongelée par transmission passive de la chaleur d'une partie plus chaude du corps. Mettez la main chaude contre le visage et la main froide dans l'aisselle ou dans l'aine. Comme l'individu gelé est soumis à un stress dû au froid avec une vasoconstriction périphérique, un compagnon chaleureux est un bien meilleur thérapeute. Masser et frotter la partie gelée avec de la neige ou un cache-nez en laine est contre-indiqué. Un tel traitement mécanique ne ferait qu'aggraver la blessure, car le tissu est rempli de cristaux de glace. La décongélation devant un feu de camp ou un réchaud de camping ne doit pas non plus être envisagée. Cette chaleur ne pénètre pas en profondeur et, comme la zone est partiellement anesthésiée, le traitement peut même entraîner une brûlure.

              Les signaux de douleur dans un pied gelé disparaissent avant que la congélation proprement dite n'ait lieu, car la conductivité nerveuse est abolie à environ + 8 ° C. Le paradoxe est que la dernière sensation que l'on éprouve est de ne rien ressentir du tout ! Dans des conditions extrêmes où l'évacuation nécessite des déplacements à pied, le dégel doit être évité. Marcher sur des pieds gelés ne semble pas augmenter le risque de perte de tissu, alors que la recongélation d'une gelure le fait au plus haut degré.

              Le meilleur traitement pour une engelure est la décongélation dans de l'eau tiède à 40 à 42 ºC. La procédure de décongélation doit se poursuivre à cette température de l'eau jusqu'au retour de la sensation, de la couleur et de la douceur des tissus. Cette forme de décongélation se termine souvent non pas par une teinte rose, mais plutôt par une teinte bordeaux due à la stase veineuse.

              Dans les conditions de terrain, il faut être conscient que le traitement nécessite plus qu'un dégel local. L'individu tout entier doit être pris en charge, car une engelure est souvent le premier signe d'une hypothermie rampante. Mettez plus de vêtements et donnez des boissons chaudes et nourrissantes. La victime est le plus souvent apathique et doit être forcée de coopérer. Exhortez la victime à faire une activité musculaire telle que secouer les bras contre les côtés. De telles manœuvres ouvrent des shunts artério-veineux périphériques dans les extrémités.

              Une engelure profonde est présente lorsque la décongélation avec transfert de chaleur passif pendant 20 à 30 minutes est sans succès. Si tel est le cas, la victime doit être envoyée à l'hôpital le plus proche. Cependant, si ce transport peut prendre des heures, il est préférable d'amener la personne dans le logement le plus proche et de faire dégeler ses blessures dans de l'eau tiède. Après décongélation complète, le patient doit être mis au lit avec la zone blessée surélevée et un transport rapide vers l'hôpital le plus proche doit être organisé.

              Un réchauffement rapide provoque une douleur modérée à intense et le patient aura souvent besoin d'un analgésique. Les lésions capillaires provoquent une fuite de sérum avec un gonflement local et la formation de cloques pendant les 6 à 18 premières heures. Les cloques doivent rester intactes afin de prévenir l'infection.

              Blessures par le froid non glacial

              Physiopathologie

              Une exposition prolongée au froid et à l'humidité au-dessus du point de congélation associée à une immobilisation entraînant une stagnation veineuse sont les conditions préalables au NFCI. La déshydratation, une alimentation inadéquate, le stress, les maladies ou blessures intercurrentes et la fatigue sont des facteurs contributifs. Le NFCI affecte presque exclusivement les jambes et les pieds. Les blessures graves de ce type se produisent avec une grande rareté dans la vie civile, mais en temps de guerre et de catastrophes, cela a été et sera toujours un problème grave, le plus souvent causé par une méconnaissance de la condition due à l'apparition lente et indistincte des symptômes.

              NFCI peut se produire dans toutes les conditions où la température ambiante est inférieure à la température corporelle. Comme dans l'ICF, les fibres constrictrices sympathiques ainsi que le froid lui-même induisent une vasoconstriction prolongée. L'événement initial est de nature rhéologique et ressemble à celui observé dans les lésions de reperfusion ischémique. Outre la durée de la basse température, la susceptibilité de la victime semble avoir de l'importance.

              Le changement pathologique dû à la lésion ischémique affecte de nombreux tissus. Les muscles dégénèrent, subissant une nécrose, une fibrose et une atrophie ; les os montrent une ostéoporose précoce. Les effets sur les nerfs sont particulièrement intéressants, car les lésions nerveuses sont à l'origine de la douleur, de la dysesthésie prolongée et de l'hyperhidrose souvent associées à ces blessures.

              Image clinique

              Dans une blessure par le froid non glacial, la victime se rend compte trop tard du danger menaçant car les premiers symptômes sont si vagues. Les pieds deviennent froids et enflés. Ils se sentent lourds, boisés et engourdis. Les pieds sont présentés comme froids, douloureux, tendres, souvent avec des semelles plissées. La première phase ischémique dure des heures à quelques jours. Elle est suivie d'une phase hyperémique de 2 à 6 semaines, pendant laquelle les pieds sont chauds, avec des pouls bondissants et un œdème accru. Les cloques et les ulcérations ne sont pas rares et, dans les cas graves, une gangrène peut survenir.

              Traitement

              Le traitement est avant tout de soutien. Sur le chantier, les pieds doivent être soigneusement séchés mais conservés au frais. D'autre part, tout le corps doit être réchauffé. Beaucoup de boissons chaudes devraient être données. Contrairement aux blessures causées par le froid glacial, le NFCI ne doit jamais être réchauffé activement. Le traitement à l'eau chaude des blessures locales causées par le froid n'est autorisé que lorsque des cristaux de glace sont présents dans les tissus. Le traitement ultérieur doit en règle générale être conservateur. Cependant, la fièvre, les signes de coagulation intravasculaire disséminée et la liquéfaction des tissus affectés nécessitent une intervention chirurgicale, se terminant parfois par une amputation.

              Les blessures causées par le froid non glacial peuvent être évitées. Le temps d'exposition doit être minimisé. Des soins des pieds adéquats avec du temps pour sécher les pieds sont importants, ainsi que des installations pour se changer en chaussettes sèches. Le repos avec les pieds surélevés ainsi que l'administration de boissons chaudes chaque fois que possible peuvent sembler ridicules, mais sont souvent d'une importance cruciale.

              Hypothermie

              L'hypothermie signifie une température corporelle inférieure à la normale. Cependant, d'un point de vue thermique, le corps se compose de deux zones : la coque et le noyau. Le premier est superficiel et sa température varie considérablement en fonction du milieu extérieur. Le noyau est constitué de tissus plus profonds (par exemple, le cerveau, le cœur et les poumons, et le haut de l'abdomen) et le corps s'efforce de maintenir une température centrale de 37 ± 2 ºC. Lorsque la thermorégulation est altérée et que la température centrale commence à baisser, l'individu subit un stress dû au froid, mais ce n'est que lorsque la température centrale atteint 35 ° C que la victime est considérée comme étant dans un état hypothermique. Entre 35 et 32°C, l'hypothermie est qualifiée de légère ; entre 32 et 28 ºC, elle est modérée et en dessous de 28 ºC, sévère (Tableau 16).

              Effets physiologiques de la baisse de la température centrale

              Lorsque la température centrale commence à baisser, une vasoconstriction intense redirige le sang de la coquille vers le cœur, empêchant ainsi la conduction thermique du cœur vers la peau. Afin de maintenir la température, des frissons sont induits, souvent précédés d'une augmentation du tonus musculaire. Un frisson maximal peut augmenter le taux métabolique de quatre à six fois, mais comme les contractions involontaires oscillent, le résultat net n'est souvent pas plus que doublé. Augmentation de la fréquence cardiaque, de la pression artérielle, du débit cardiaque et de la fréquence respiratoire. La centralisation du volume sanguin provoque une diurèse osmolaire avec le sodium et le chlorure comme constituants principaux.

              L'irritabilité auriculaire au début de l'hypothermie induit souvent une fibrillation auriculaire. À des températures plus basses, les extrasystoles ventriculaires sont fréquentes. La mort survient à 28 ºC ou moins, résultant le plus souvent d'une fibrillation ventriculaire ; une asystole peut également survenir.

              L'hypothermie déprime le système nerveux central. La lassitude et l'apathie sont les premiers signes d'une baisse de la température centrale. De tels effets altèrent le jugement, provoquent des comportements bizarres et de l'ataxie, et se terminent par une léthargie et un coma entre 30 et 28 ºC.

              La vitesse de conduction nerveuse diminue lorsque la température baisse. La dysarthrie, le tâtonnement et le trébuchement sont des manifestations cliniques de ce phénomène. Le froid affecte également les muscles et les articulations, altérant les performances manuelles. Il ralentit le temps de réaction et la coordination, et augmente la fréquence des erreurs. La rigidité musculaire est observée même en cas d'hypothermie légère. À une température centrale inférieure à 30 °C, l'activité physique est impossible.

              L'exposition à un environnement anormalement froid est la condition de base pour que l'hypothermie se produise. Les âges extrêmes sont des facteurs de risque. Les personnes âgées dont la fonction thermorégulatrice est altérée ou les personnes dont la masse musculaire et la couche de graisse isolante sont réduites courent un plus grand risque de souffrir d'hypothermie.

              Classification

              D'un point de vue pratique, la subdivision suivante de l'hypothermie est utile (voir aussi Tableau 16) :

                • hypothermie accidentelle
                • hypothermie aiguë par immersion
                • hypothermie d'épuisement subaigu
                • hypothermie en traumatologie
                • hypothermie chronique subclinique.

                         

                        Hypothermie aiguë par immersion survient lorsqu'une personne tombe dans l'eau froide. L'eau a une conductivité thermique environ 25 fois supérieure à celle de l'air. Le stress dû au froid devient si important que la température centrale est forcée à baisser malgré une production de chaleur maximale du corps. L'hypothermie s'installe avant que la victime ne soit épuisée.

                        Hypothermie d'épuisement subaiguë peut arriver à tout travailleur en milieu froid ainsi qu'aux skieurs, grimpeurs et marcheurs en montagne. Dans cette forme d'hypothermie, l'activité musculaire maintient la température corporelle tant que des sources d'énergie sont disponibles. Cependant, l'hypoglycémie garantit que la victime est à risque. Même un degré relativement faible d'exposition au froid peut être suffisant pour continuer à refroidir et provoquer une situation dangereuse.

                        Hypothermie avec un traumatisme majeur est un signe de mauvais augure. La personne blessée est souvent incapable de maintenir sa température corporelle et la perte de chaleur peut être exacerbée par l'infusion de liquides froids et par le retrait des vêtements. Les patients en état de choc qui deviennent hypothermiques ont une mortalité beaucoup plus élevée que les victimes normothermiques.

                        Hypothermie chronique subclinique est souvent rencontrée chez les personnes âgées, souvent en association avec la malnutrition, des vêtements inadéquats et une mobilité réduite. L'alcoolisme, la toxicomanie et les maladies métaboliques chroniques ainsi que les troubles psychiatriques sont des causes contributives à ce type d'hypothermie.

                        Prise en charge pré-hospitalière

                        Le principe fondamental des soins primaires d'un travailleur souffrant d'hypothermie est d'empêcher toute perte de chaleur supplémentaire. Une victime consciente doit être déplacée à l'intérieur, ou au moins dans un abri. Retirez les vêtements mouillés et essayez d'isoler la personne autant que possible. Maintenir la victime en position couchée avec la tête couverte est obligatoire.

                        Les patients atteints d'hypothermie d'immersion aiguë nécessitent un traitement assez différent de celui requis par ceux qui souffrent d'hypothermie d'épuisement subaiguë. La victime d'immersion est souvent dans une situation plus favorable. La diminution de la température centrale se produit bien avant que le corps ne s'épuise et la capacité de génération de chaleur reste intacte. L'équilibre de l'eau et des électrolytes n'est pas dérangé. Par conséquent, un tel individu peut être traité par une immersion rapide dans un bain. Si une baignoire n'est pas disponible, plongez les pieds et les mains du patient dans de l'eau tiède. La chaleur locale ouvre les shunts artério-veineux, augmente rapidement la circulation sanguine dans les extrémités et accélère le processus de réchauffement.

                        Dans l'hypothermie d'épuisement, en revanche, la victime se trouve dans une situation beaucoup plus grave. Les réserves caloriques sont consommées, l'équilibre électrolytique est dérangé et, surtout, la personne est déshydratée. La diurèse froide commence immédiatement après l'exposition au froid ; la lutte contre le froid et le vent exagère la transpiration, mais celle-ci n'est pas perçue dans l'environnement froid et sec ; et enfin, la victime n'a pas soif. Un patient souffrant d'hypothermie d'épuisement ne doit jamais être rapidement réchauffé sur le terrain en raison du risque d'induction d'un choc hypovolémique. En règle générale, il est préférable de ne pas réchauffer activement le patient sur le terrain ou pendant le transport à l'hôpital. Un état prolongé d'hypothermie qui ne progresse pas est bien meilleur que des efforts enthousiastes pour réchauffer le patient dans des circonstances où les complications qui surviennent ne peuvent pas être gérées. Il est obligatoire de manipuler le patient avec douceur pour minimiser le risque d'éventuelle fibrillation ventriculaire.

                        Même pour le personnel médical qualifié, il est souvent difficile de déterminer si une personne hypothermique est vivante ou non. Un collapsus cardiovasculaire apparent peut en fait n'être qu'un débit cardiaque déprimé. La palpation ou l'auscultation pendant au moins une minute pour détecter les pouls spontanés est souvent nécessaire.

                        La décision d'administrer ou non la réanimation cardiorespiratoire (RCP) est difficile sur le terrain. S'il y a le moindre signe de vie, la RCR est contre-indiquée. Les compressions thoraciques effectuées prématurément peuvent induire une fibrillation ventriculaire. La RCR doit cependant être immédiatement initiée après un arrêt cardiaque dont on a été témoin et lorsque la situation permet d'effectuer les procédures de manière raisonnable et continue.

                        Santé et froid

                        Une personne en bonne santé, disposant de vêtements et d'équipements appropriés et travaillant dans une organisation adaptée à la tâche, n'est pas en situation de risque sanitaire, même s'il fait très froid. La question de savoir si l'exposition au froid à long terme tout en vivant dans des zones à climat froid signifie ou non des risques pour la santé est controversée. Pour les personnes ayant des problèmes de santé, la situation est assez différente et l'exposition au froid peut être un problème. Dans une certaine situation, l'exposition au froid ou l'exposition à des facteurs liés au froid ou des combinaisons de froid avec d'autres risques peuvent entraîner des risques pour la santé, en particulier en cas d'urgence ou d'accident. Dans les régions éloignées, lorsque la communication avec un superviseur est difficile ou inexistante, les employés doivent être autorisés à décider eux-mêmes si une situation à risque pour la santé est présente ou non. Dans ces situations, ils doivent prendre les précautions nécessaires pour rendre la situation sécuritaire ou arrêter le travail.

                        Dans les régions arctiques, le climat et d'autres facteurs peuvent être si rudes que d'autres considérations doivent être prises en compte.

                        Maladies infectieuses. Les maladies infectieuses ne sont pas liées au froid. Les maladies endémiques surviennent dans les régions arctiques et subarctiques. Une maladie infectieuse aiguë ou chronique chez un individu dicte l'arrêt de l'exposition au froid et au travail acharné.

                        Le rhume, sans fièvre ni symptômes généraux, ne rend pas le travail au froid nocif. Cependant, pour les personnes souffrant de maladies compliquées comme l'asthme, la bronchite ou des problèmes cardiovasculaires, la situation est différente et le travail à l'intérieur dans des conditions chaudes pendant la saison froide est recommandé. Ceci est également valable en cas de rhume avec fièvre, toux profonde, douleurs musculaires et état général altéré.

                        L'asthme et la bronchite sont plus fréquents dans les régions froides. L'exposition à l'air froid aggrave souvent les symptômes. Le changement de médicament réduit parfois les symptômes pendant la saison froide. Certaines personnes peuvent également être aidées en utilisant des inhalateurs médicinaux.

                        Les personnes souffrant d'asthme ou de maladies cardiovasculaires peuvent réagir à l'inhalation d'air froid par une bronchoconstriction et un vasospasme. Il a été démontré que les athlètes qui s'entraînent plusieurs heures à haute intensité dans des climats froids développent des symptômes asthmatiques. Que ce soit ou non un refroidissement important du tractus pulmonaire est l'explication principale n'est pas encore clair. Des masques spéciaux et légers sont maintenant sur le marché qui fournissent une sorte de fonction d'échangeur de chaleur, conservant ainsi l'énergie et l'humidité.

                        Un type endémique de maladie chronique est le «poumon esquimau», typique des chasseurs et des trappeurs esquimaux exposés à un froid extrême et à un dur labeur pendant de longues périodes. Une hypertension pulmonaire progressive se termine souvent par une insuffisance cardiaque droite.

                        Troubles cardiovasculaires. L'exposition au froid affecte davantage le système cardio-vasculaire. La noradrénaline libérée par les terminaisons nerveuses sympathiques augmente le débit cardiaque et la fréquence cardiaque. La douleur thoracique due à l'angine de poitrine s'aggrave souvent dans un environnement froid. Le risque de contracter un infarctus augmente lors d'une exposition au froid, en particulier en combinaison avec un travail acharné. Le froid augmente la tension artérielle avec un risque accru d'hémorragie cérébrale. Les personnes à risque doivent donc être averties et réduire leur exposition aux travaux pénibles dans le froid.

                        L'augmentation de la mortalité pendant la saison hivernale est une observation fréquente. Une des raisons pourrait être l'augmentation du travail cardiaque mentionnée précédemment, favorisant l'arythmie chez les personnes sensibles. Une autre observation est que l'hématocrite est augmenté pendant la saison froide, provoquant une augmentation de la viscosité du sang et une augmentation de la résistance à l'écoulement. Une explication plausible est que le temps froid peut exposer les gens à des charges de travail soudaines et très lourdes, telles que le nettoyage de la neige, la marche dans la neige profonde, les glissades, etc.

                        Troubles métaboliques. Le diabète sucré est également présent avec une fréquence plus élevée dans les régions les plus froides du monde. Même un diabète non compliqué, surtout lorsqu'il est traité avec de l'insuline, peut rendre impossible le travail à l'extérieur dans le froid dans les régions plus éloignées. L'artériosclérose périphérique précoce rend ces personnes plus sensibles au froid et augmente le risque d'engelures locales.

                        Les personnes dont la fonction thyroïdienne est altérée peuvent facilement développer une hypothermie en raison du manque d'hormone thermogénique, tandis que les personnes hyperthyroïdiennes tolèrent le froid même lorsqu'elles sont légèrement habillées.

                        Les patients avec ces diagnostics devraient faire l'objet d'une attention particulière de la part des professionnels de la santé et être informés de leur problème.

                        Problèmes musculo-squelettiques. Le froid lui-même n'est pas censé provoquer des maladies du système musculo-squelettique, pas même des rhumatismes. D'autre part, le travail dans des conditions froides est souvent très exigeant pour les muscles, les tendons, les articulations et la colonne vertébrale en raison de la charge élevée souvent impliquée dans ce type de travail. La température dans les articulations diminue plus vite que la température des muscles. Les articulations froides sont des articulations raides, en raison de la résistance croissante au mouvement due à l'augmentation de la viscosité du liquide synovial. Le froid diminue la puissance et la durée de la contraction musculaire. En combinaison avec un travail lourd ou une surcharge locale, le risque de blessure augmente. De plus, les vêtements de protection peuvent nuire à la capacité de contrôler les mouvements des parties du corps, contribuant ainsi au risque.

                        L'arthrite de la main est un problème particulier. On soupçonne qu'une exposition fréquente au froid peut causer de l'arthrite, mais jusqu'à présent, les preuves scientifiques sont médiocres. Une arthrite existante de la main réduit la fonction de la main dans le froid et cause de la douleur et de l'inconfort.

                        Cryopathies. Les cryopathies sont des troubles où l'individu est hypersensible au froid. Les symptômes varient, y compris ceux impliquant le système vasculaire, le sang, le tissu conjonctif, «l'allergie» et autres.

                        Certaines personnes souffrent de doigts blancs. Des taches blanches sur la peau, une sensation de froid, une fonction réduite et des douleurs sont des symptômes lorsque les doigts sont exposés au froid. Les problèmes sont plus fréquents chez les femmes, mais se retrouvent surtout chez les fumeurs et les travailleurs utilisant des outils vibrants ou conduisant des motoneiges. Les symptômes peuvent être si gênants qu'il est impossible de travailler même pendant une légère exposition au froid. Certains types de médicaments peuvent également aggraver les symptômes.

                        Urticaire au froid, due à des mastocytes sensibilisés, apparaît comme un érythème prurigineux des parties de la peau exposées au froid. Si l'exposition est arrêtée, les symptômes disparaissent généralement en moins d'une heure. Rarement la maladie se complique de symptômes généraux et plus menaçants. Si c'est le cas, ou si l'urticaire elle-même est très gênante, l'individu doit éviter de s'exposer à tout type de rhume.

                        Acrocyanose se manifeste par une évolution de la couleur de la peau vers la cyanose après exposition au froid. D'autres symptômes peuvent être un dysfonctionnement de la main et des doigts dans la zone acrocyanotique. Les symptômes sont très fréquents et peuvent souvent être atténués de manière acceptable par une réduction de l'exposition au froid (par exemple, des vêtements appropriés) ou une réduction de la consommation de nicotine.

                        Stress psychologique. L'exposition au froid, en particulier en combinaison avec des facteurs liés au froid et à l'éloignement, stresse l'individu, non seulement physiologiquement mais aussi psychologiquement. Pendant le travail dans des conditions climatiques froides, par mauvais temps, sur de longues distances et peut-être dans des situations potentiellement dangereuses, le stress psychologique peut perturber ou même détériorer la fonction psychologique de l'individu au point que le travail ne peut pas être effectué en toute sécurité.

                        Fumer et priser. Les effets néfastes à long terme du tabagisme et, dans une certaine mesure, du tabac à priser sont bien connus. La nicotine augmente la vasoconstriction périphérique, réduit la dextérité et augmente le risque de blessure par le froid.

                        Alcool. Boire de l'alcool donne une agréable sensation de chaleur, et on pense généralement que l'alcool inhibe la vasoconstriction induite par le froid. Cependant, des études expérimentales sur l'homme lors d'expositions relativement courtes au froid ont montré que l'alcool n'interfère pas davantage avec l'équilibre thermique. Cependant, les frissons deviennent altérés et, combinés à un exercice intense, la perte de chaleur deviendra évidente. L'alcool est connu pour être une cause dominante de décès dans l'hypothermie urbaine. Elle donne un sentiment de bravade et influence le jugement, conduisant à ignorer les mesures prophylactiques.

                        Grossesse. Pendant la grossesse, les femmes ne sont pas plus sensibles au froid. Au contraire, ils peuvent être moins sensibles, en raison d'un métabolisme élevé. Aux facteurs de risque pendant la grossesse s'ajoutent les facteurs liés au froid tels que les risques d'accidents, les maladresses vestimentaires, le port de charges lourdes, les glissades et les positions de travail extrêmes. Le système de soins de santé, la société et l'employeur devraient donc accorder une attention particulière à la femme enceinte en travail à froid.

                        Pharmacologie et froid

                        Les effets secondaires négatifs des médicaments lors d'une exposition au froid pourraient être thermorégulateurs (généraux ou locaux), ou l'effet du médicament peut être altéré. Tant que le travailleur conserve une température corporelle normale, la plupart des médicaments prescrits n'interfèrent pas avec ses performances. Cependant, les tranquillisants (p. ex., barbituriques, benzodiazépines, phentothiazides ainsi que les antidépresseurs cycliques) peuvent perturber la vigilance. Dans une situation menaçante, les mécanismes de défense contre l'hypothermie peuvent être altérés et la conscience de la situation dangereuse est réduite.

                        Les bêtabloquants induisent une vasoconstriction périphérique et diminuent la tolérance au froid. Si une personne a besoin de médicaments et est exposée au froid dans sa situation de travail, il convient de prêter attention aux effets secondaires négatifs de ces médicaments.

                        D'un autre côté, aucun médicament ou quoi que ce soit d'autre bu, mangé ou autrement administré au corps ne s'est avéré capable d'augmenter la production normale de chaleur, par exemple dans une situation d'urgence lorsque l'hypothermie ou une blessure par le froid menace.

                        Programme de contrôle sanitaire

                        Les risques pour la santé liés au stress dû au froid, aux facteurs liés au froid et aux accidents ou traumatismes ne sont connus que de manière limitée. Il existe une grande variation individuelle dans les capacités et l'état de santé, et cela nécessite un examen attentif. Comme mentionné précédemment, des maladies particulières, des médicaments et certains autres facteurs peuvent rendre une personne plus sensible aux effets de l'exposition au froid. Un programme de contrôle sanitaire devrait faire partie de la procédure d'embauche, ainsi qu'une activité répétée pour le personnel. Le tableau 6 spécifie les facteurs à contrôler dans différents types de travail à froid.

                        Tableau 6. Composantes recommandées des programmes de contrôle de la santé pour le personnel exposé au stress dû au froid et aux facteurs liés au froid

                        Facteur

                        Travail en extérieur

                        Travail en chambre froide

                        Travail arctique et subarctique

                        Maladies infectieuses

                        **

                        **

                        ***

                        Maladies cardiovasculaires

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                        **

                        ***

                        Maladies métaboliques

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                        *

                        ***

                        Problèmes musculo-squelettiques

                        ***

                        *

                        ***

                        Cryopathies

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                        **

                        **

                        Stress psychologique

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                        ***

                        Fumer et priser

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                        **

                        Alcool

                        ***

                        **

                        ***

                        Grossesse

                        **

                        **

                        ***

                        Médicament

                        **

                        *

                        ***

                        *= contrôle de routine, **= facteur important à considérer, ***= facteur très important à considérer.

                         

                        Prévention du stress dû au froid

                        Adaptation humaine

                        Avec des expositions répétées au froid, les gens perçoivent moins d'inconfort et apprennent à s'adapter et à faire face aux conditions de manière individuelle et plus efficace qu'au début de l'exposition. Cette accoutumance réduit une partie de l'effet d'excitation et de distraction, et améliore le jugement et la précaution.

                        COMPORTEMENT

                        La stratégie la plus évidente et la plus naturelle de prévention et de contrôle du stress dû au froid est celle de la précaution et du comportement intentionnel. Les réponses physiologiques ne sont pas très puissantes pour prévenir les pertes de chaleur. Les humains sont donc extrêmement dépendants de mesures externes telles que les vêtements, le logement et l'apport de chaleur externe. L'amélioration et le raffinement continus des vêtements et de l'équipement constituent une base pour des expositions au froid réussies et sûres. Cependant, il est essentiel que les produits soient testés de manière adéquate conformément aux normes internationales.

                        Les mesures de prévention et de contrôle de l'exposition au froid relèvent souvent de la responsabilité de l'employeur ou du superviseur. Cependant, l'efficacité des mesures de protection dépend dans une large mesure des connaissances, de l'expérience, de la motivation et de la capacité de chaque travailleur à apporter les ajustements nécessaires à ses exigences, besoins et préférences. L'éducation, l'information et la formation sont donc des éléments importants des programmes de lutte sanitaire.

                        Acclimatation

                        Il existe des preuves de différents types d'acclimatation à l'exposition au froid à long terme. Une meilleure circulation des mains et des doigts permet le maintien d'une température tissulaire plus élevée et produit une vasodilatation induite par le froid plus forte (voir Figure 18). Les performances manuelles sont mieux maintenues après des expositions répétées au froid de la main.

                        Le refroidissement répété de tout le corps semble améliorer la vasoconstriction périphérique, augmentant ainsi l'isolation des tissus de surface. Les plongeuses de perles coréennes ont montré des augmentations marquées de l'isolation de la peau pendant la saison hivernale. Des enquêtes récentes ont révélé que l'introduction et l'utilisation de combinaisons humides réduisent tellement le stress dû au froid que l'isolation des tissus ne change pas.

                        Trois types d'adaptations possibles ont été proposées :

                          • augmentation de l'isolation des tissus (comme mentionné précédemment)
                          • réaction hypothermique (baisse « maîtrisée » de la température à cœur)
                          • réaction métabolique (augmentation du métabolisme).

                               

                              Les adaptations les plus prononcées devraient être trouvées chez les autochtones des régions froides. Cependant, la technologie moderne et les habitudes de vie ont réduit les types les plus extrêmes d'exposition au froid. Les vêtements, les abris chauffés et un comportement conscient permettent à la plupart des gens de maintenir un climat quasi tropical à la surface de la peau (microclimat), réduisant ainsi le stress dû au froid. Les stimuli de l'adaptation physiologique s'affaiblissent.

                              Les groupes les plus exposés au froid aujourd'hui appartiennent probablement aux expéditions polaires et aux opérations industrielles dans les régions arctiques et subarctiques. Il y a plusieurs indications que toute adaptation éventuelle trouvée avec une exposition au froid sévère (air ou eau froide) est de type isolant. En d'autres termes, des températures à cœur plus élevées peuvent être maintenues avec une perte de chaleur réduite ou inchangée.

                              Alimentation et bilan hydrique

                              Dans de nombreux cas, le travail à froid est associé à des activités énergivores. De plus, la protection contre le froid nécessite des vêtements et du matériel de plusieurs kilogrammes. L'effet boitillant des vêtements augmente l'effort musculaire. Par conséquent, des tâches de travail données nécessitent plus d'énergie (et plus de temps) dans des conditions froides. L'apport calorique par l'alimentation doit compenser cela. Une augmentation du pourcentage de calories apportées par les matières grasses devrait être recommandée aux travailleurs de plein air.

                              Les repas fournis pendant les opérations de froid doivent fournir une énergie suffisante. Suffisamment de glucides doivent être inclus pour assurer des niveaux de sucre dans le sang stables et sûrs pour les travailleurs engagés dans un travail acharné. Récemment, des produits alimentaires ont été lancés sur le marché avec des allégations selon lesquelles ils stimulent et augmentent la production de chaleur corporelle dans le froid. Normalement, ces produits se composent uniquement d'hydrates de carbone et, jusqu'à présent, ils n'ont pas réussi à obtenir de meilleurs résultats que des produits similaires (chocolat) ou mieux que prévu en raison de leur contenu énergétique.

                              La perte d'eau peut être importante lors d'une exposition au froid. Premièrement, le refroidissement des tissus provoque une redistribution du volume sanguin, induisant une « diurèse froide ». Les tâches et les vêtements doivent le permettre, car cela peut évoluer rapidement et nécessite une exécution urgente. L'air presque sec dans des conditions inférieures à zéro permet une évaporation continue de la peau et des voies respiratoires qui n'est pas facilement perçue. La transpiration contribue à la perte d'eau et doit être soigneusement contrôlée et de préférence évitée, en raison de son effet néfaste sur l'isolation lorsqu'elle est absorbée par les vêtements. L'eau n'est pas toujours facilement disponible dans des conditions inférieures à zéro. À l'extérieur, il doit être fourni ou produit par la fonte de la neige ou de la glace. Comme il y a une dépression de la soif, il est obligatoire que les travailleurs de l'eau froide boivent fréquemment pour éliminer le développement progressif de la déshydratation. Un déficit hydrique peut entraîner une réduction de la capacité de travail et un risque accru de blessures par le froid.

                              Conditionnement des travailleurs pour le travail dans le froid

                              Les mesures de loin les plus efficaces et les plus appropriées pour adapter les humains au travail à froid sont le conditionnement : l'éducation, la formation et la pratique. Comme mentionné précédemment, une grande partie du succès des ajustements à l'exposition au froid dépend de l'action comportementale. L'expérience et les connaissances sont des éléments importants de ce processus comportemental.

                              Les personnes engagées dans des travaux à froid devraient recevoir une introduction de base aux problèmes spécifiques du froid. Ils doivent recevoir des informations sur les réactions physiologiques et subjectives, les aspects sanitaires, les risques d'accidents et les mesures de protection, y compris les vêtements et les premiers secours. Ils doivent être progressivement formés aux tâches requises. Ce n'est qu'après un certain temps (des jours à des semaines) qu'ils doivent travailler des heures complètes dans des conditions extrêmes. Le tableau 7 fournit des recommandations quant au contenu des programmes de conditionnement pour divers types de travail à froid.

                              Tableau 7. Composantes des programmes de conditionnement pour les travailleurs exposés au froid

                              Élément

                              Travail en extérieur

                              Travail en chambre froide

                              Travail arctique et subarctique

                              Contrôle sanitaire

                              ***

                              **

                              ***

                              Introduction de base

                              ***

                              **

                              ***

                              Prévention d'accident

                              ***

                              **

                              ***

                              Premiers secours de base

                              ***

                              ***

                              ***

                              Premiers secours étendus

                              **

                              *

                              ***

                              Mesures protectives

                              ***

                              **

                              ***

                              Formation de survie

                              voir le texte

                              *

                              ***

                              *= niveau routinier,  **= facteur important à considérer,  ***= facteur très important à considérer.

                               

                              L'introduction de base signifie l'éducation et l'information sur les problèmes spécifiques du rhume. L'enregistrement et l'analyse des accidents/blessures constituent la meilleure base pour les mesures préventives. La formation aux premiers secours devrait être dispensée en tant que cours de base à tout le personnel, et des groupes spécifiques devraient suivre un cours approfondi. Les mesures de protection sont des composantes naturelles d'un programme de conditionnement et sont traitées dans la section suivante. La formation à la survie est importante pour les régions arctiques et subarctiques, ainsi que pour les travaux extérieurs dans d'autres régions éloignées.

                              Contrôle technique

                              Principes généraux

                              En raison des nombreux facteurs complexes qui influencent le bilan thermique humain et des variations individuelles considérables, il est difficile de définir des températures critiques pour un travail soutenu. Les températures indiquées à la figure 6 doivent être considérées comme des niveaux d'action pour l'amélioration des conditions par diverses mesures. À des températures inférieures à celles indiquées à la figure 6, les expositions doivent être contrôlées et évaluées. Les techniques d'évaluation du stress dû au froid et les recommandations pour les expositions limitées dans le temps sont traitées ailleurs dans ce chapitre. On suppose que la meilleure protection des mains, des pieds et du corps (vêtements) est disponible. Avec une protection inappropriée, un refroidissement sera attendu à des températures considérablement plus élevées.

                              Figure 6. Températures estimées auxquelles certains déséquilibres thermiques du corps peuvent se développer.*

                              HEA090T8

                              Les tableaux 8 et 9 énumèrent différentes mesures de prévention et de protection pouvant être appliquées à la plupart des types de travaux à froid. Beaucoup d'efforts sont économisés grâce à une planification et une prévoyance minutieuses. Les exemples donnés sont des recommandations. Il faut souligner que l'ajustement final des vêtements, de l'équipement et du comportement au travail doit être laissé à l'individu. Ce n'est qu'avec une intégration prudente et intelligente du comportement avec les exigences des conditions environnementales réelles qu'une exposition sûre et efficace peut être créée.

                              Tableau 8. Stratégies et mesures au cours des différentes phases de travail pour la prévention et l'atténuation du stress dû au froid

                              Phase/facteur

                              Que faire

                              Phase de planification

                              Planifiez le travail pour une saison plus chaude (pour les travaux extérieurs).

                              Vérifiez si le travail peut être fait à l'intérieur (pour les travaux à l'extérieur).

                              Prévoyez plus de temps par tâche avec un travail à froid et des vêtements de protection.

                              Analyser la pertinence des outils et de l'équipement pour le travail.

                              Organiser le travail selon des régimes travail-repos appropriés, en tenant compte de la tâche, de la charge et du niveau de protection.

                              Fournir un espace chauffé ou un abri chauffé pour la récupération.

                              Fournir une formation pour des tâches de travail complexes dans des conditions normales.

                              Vérifier les dossiers médicaux du personnel.

                              Vérifier les connaissances et les compétences appropriées du personnel.

                              Fournir des informations sur les risques, les problèmes, les symptômes et les actions préventives.

                              Séparez les marchandises et la ligne des travailleurs et conservez différentes zones de température.

                              Prendre soin d'une faible vitesse, d'une faible humidité et d'un faible niveau de bruit de l'air
                              système de conditionnement.

                              Fournir du personnel supplémentaire pour raccourcir l'exposition.

                              Choisir des vêtements de protection adéquats et d'autres équipements de protection.

                              Avant le quart de travail

                              Vérifier les conditions climatiques au début des travaux.

                              Planifier des régimes travail-repos adéquats.

                              Permettre un contrôle individuel de l'intensité du travail et des vêtements.

                              Choisissez des vêtements et autres équipements personnels adéquats.

                              Vérifiez la météo et les prévisions (à l'extérieur).

                              Préparer l'horaire et les stations de contrôle (à l'extérieur).

                              Organiser le système de communication (à l'extérieur).

                              Pendant le quart de travail

                              Prévoir des périodes de pause et de repos dans un abri chauffé.

                              Prévoir des pauses fréquentes pour les boissons chaudes et la nourriture.

                              Souci de la flexibilité en termes d'intensité et de durée de travail.

                              Prévoir le remplacement des vêtements (chaussettes, gants, etc.).

                              Protéger des pertes de chaleur vers les surfaces froides.

                              Minimiser la vitesse de l'air dans les zones de travail.

                              Gardez le lieu de travail à l'écart de l'eau, de la glace et de la neige.

                              Isolez le sol pour les postes de travail stationnaires debout.

                              Fournir un accès à des vêtements supplémentaires pour se réchauffer.

                              Surveillez les réactions subjectives (système de jumelage) (à l'extérieur).

                              Se présenter régulièrement au contremaître ou à la base (à l'extérieur).

                              Prévoir un temps de récupération suffisant après des expositions sévères (à l'extérieur).

                              Protéger des effets du vent et des précipitations (en extérieur).

                              Surveiller les conditions climatiques et anticiper les changements météorologiques (à l'extérieur).

                              Source : Modifié à partir de Holmér 1994.

                               

                              Tableau 9. Stratégies et mesures liées à des facteurs et équipements spécifiques

                              COMPORTEMENT

                              Prévoyez du temps pour ajuster les vêtements.

                              Prévenir les effets de transpiration et de refroidissement en ajustant les vêtements en temps voulu avant de changer de rythme de travail et/ou d'exposition.

                              Ajuster le rythme de travail (garder la transpiration minimale).

                              Évitez les changements rapides d'intensité de travail.

                              Prévoyez une consommation adéquate de liquides chauds et de repas chauds.

                              Prévoyez du temps pour retourner dans les zones protégées (abri, pièce chaude) (à l'extérieur).

                              Éviter que les vêtements ne soient mouillés par l'eau ou la neige.

                              Prévoir une récupération suffisante dans une zone protégée (à l'extérieur).

                              Rendre compte de l'avancement des travaux au contremaître ou à la base (extérieur).

                              Signaler les écarts majeurs par rapport au plan et au calendrier (à l'extérieur).

                              Vêtements

                              Sélectionnez des vêtements avec lesquels vous avez une expérience antérieure.

                              Avec des vêtements neufs, sélectionnez des vêtements testés.

                              Sélectionnez le niveau d'isolation en fonction du climat et de l'activité prévus.

                              Prenez soin de la flexibilité dans le système de vêtements pour permettre un grand ajustement de l'isolation.

                              Les vêtements doivent être faciles à mettre et à enlever.

                              Réduisez la friction interne entre les couches en sélectionnant correctement les tissus.

                              Sélectionnez la taille des couches externes pour faire de la place pour les couches internes.

                              Utilisez un système multicouche : — couche intérieure pour le contrôle du microclimat — couche intermédiaire pour le contrôle de l'isolation — couche extérieure pour la protection de l'environnement.

                              La couche intérieure doit être non absorbante à l'eau, si la transpiration ne peut pas être suffisamment contrôlée.

                              La couche intérieure peut être absorbante, si la transpiration devrait être nulle ou faible.

                              La couche intérieure peut être constituée de tissus à double fonction, dans le sens où la fibre en contact avec la peau n'est pas absorbante et les fibres à côté de la couche intermédiaire absorbent l'eau ou l'humidité.

                              La couche intermédiaire doit fournir un loft pour permettre aux couches d'air stagnantes.

                              La couche intermédiaire doit être de forme stable et résiliente.

                              La couche intermédiaire peut être protégée par des couches pare-vapeur.

                              Les vêtements doivent offrir un chevauchement suffisant au niveau de la taille et du dos.

                              La couche extérieure doit être sélectionnée en fonction des exigences de protection supplémentaires, telles que le vent, l'eau, l'huile, le feu, les déchirures ou l'abrasion.

                              La conception du vêtement extérieur doit permettre un contrôle facile et étendu des ouvertures au niveau du cou, des manches, des poignets, etc., afin de réguler la ventilation de l'espace intérieur.

                              Les fermetures à glissière et autres attaches doivent également fonctionner dans des conditions de neige et de vent.

                              Les boutons sont à éviter.

                              Les vêtements doivent permettre l'utilisation même avec des doigts froids et maladroits.

                              La conception doit permettre des postures courbées sans compression des couches et sans perte d'isolation.

                              Évitez les constrictions inutiles.

                              Emportez des couvertures coupe-vent supplémentaires (REMARQUE ! La « couverture d'astronaute » aluminisée ne protège pas plus que prévu contre le vent. Un grand sac à ordures en polyéthylène a le même effet).

                              Éducation Formation

                              Fournir une éducation et des informations sur les problèmes particuliers du froid.

                              Fournir des informations et une formation aux premiers secours et au traitement des blessures causées par le froid.

                              Tester les machines, les outils et l'équipement dans des conditions de froid contrôlées.

                              Sélectionnez les produits testés, si disponibles.

                              Entraînez-vous à des opérations complexes dans des conditions de froid contrôlées.

                              Informer sur les accidents et la prévention des accidents.

                              Gants

                              Les mitaines offrent la meilleure isolation globale.

                              Les mitaines doivent permettre de porter des gants fins en dessous.

                              Les expositions prolongées nécessitant un travail manuel minutieux doivent être interrompues par de fréquentes pauses d'échauffement.

                              Les radiateurs de poche ou d'autres sources de chaleur externes peuvent empêcher ou retarder le refroidissement des mains.

                              La manche des vêtements doit facilement accueillir des parties de gants ou de mitaines - en dessous ou sur le dessus.

                              Le vêtement extérieur doit permettre de ranger ou de fixer facilement les gants lorsqu'ils sont retirés.

                              Chaussures

                              Les bottes doivent fournir une isolation élevée au sol (semelle).

                              La semelle doit être faite d'un matériau souple et avoir un motif antidérapant.

                              Sélectionnez la taille de la botte afin qu'elle puisse accueillir plusieurs couches de chaussettes et une semelle intérieure.

                              La ventilation de la plupart des chaussures est mauvaise, il faut donc contrôler l'humidité en remplaçant fréquemment les chaussettes et la semelle intérieure.

                              Contrôle l'humidité par un pare-vapeur entre la couche intérieure et extérieure.

                              Laissez les bottes sécher complètement entre les quarts de travail.

                              Les jambes des vêtements doivent facilement accueillir des parties de bottes - en dessous ou sur le dessus.

                              Coiffure

                              Le couvre-chef flexible constitue un instrument important pour le contrôle de la chaleur et des pertes de chaleur de tout le corps.

                              Le couvre-chef doit être coupe-vent.

                              La conception doit permettre une protection suffisante des oreilles et du cou.

                              La conception doit s'adapter à d'autres types d'équipements de protection (par exemple, cache-oreilles, lunettes de sécurité).

                              Visage

                              Le masque facial doit être coupe-vent et isolant.

                              Aucun détail métallique ne doit entrer en contact avec la peau.

                              Un chauffage et une humidification importants de l'air inspiré peuvent être obtenus à l'aide de masques respiratoires spéciaux ou d'embouts buccaux.

                              Utilisez des lunettes de sécurité à l'extérieur, en particulier dans le grésil et la neige.

                              Utilisez une protection oculaire contre les rayons ultraviolets et l'éblouissement.

                              Outils d'équipement

                              Sélectionnez des outils et des équipements conçus et testés pour des conditions froides.

                              Choisissez une conception qui permet une utilisation avec des mains gantées.

                              Préchauffer les outils et l'équipement.

                              Rangez les outils et l'équipement dans un espace chauffé.

                              Isolez les poignées des outils et de l'équipement.

                              Machinerie

                              Sélectionner les machines destinées à fonctionner dans des environnements froids.

                              Stocker les machines dans un espace protégé.

                              Préchauffer la machinerie avant utilisation.

                              Isolez les poignées et les commandes.

                              Concevez des poignées et des commandes pour une utilisation par des mains gantées.

                              Préparez-vous à une réparation et un entretien faciles dans des conditions défavorables.

                              En milieu de travail

                              Maintenez la vitesse de l'air aussi faible que possible.

                              Utilisez des écrans coupe-vent ou des vêtements coupe-vent.

                              Fournir une isolation au sol en cas de travail prolongé debout, à genoux ou couché.

                              Fournir un chauffage d'appoint avec des travaux légers et stationnaires.

                              Source : modifié à partir de Holmér 1994.

                               

                              Certaines recommandations quant aux conditions climatiques dans lesquelles certaines mesures doivent être prises ont été données par l'American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH 1992). Les exigences fondamentales sont que :

                                • les travailleurs reçoivent des vêtements de protection suffisants et appropriés
                                • des précautions particulières doivent être prises pour les travailleurs âgés ou les travailleurs souffrant de problèmes circulatoires.

                                  D'autres recommandations relatives à la protection des mains, à la conception du lieu de travail et aux pratiques de travail sont présentées ci-dessous.

                                  Protection des mains

                                  Les opérations fines à mains nues en dessous de 16 ° C nécessitent des dispositions pour chauffer les mains. Les manches métalliques des outils et des barres doivent être recouverts de matériaux isolants à des températures inférieures à –1 ºC. Des gants anticontact doivent être portés lorsque des surfaces à -7 °C ou moins sont à portée de main. À –17 ºC, des mitaines isolantes doivent être utilisées. Les liquides d'évaporation à des températures inférieures à 4 °C doivent être manipulés de manière à éviter les éclaboussures sur les zones cutanées nues ou mal protégées.

                                  Pratiques de travail

                                  En dessous de la température de refroidissement équivalente à -12 °C, les travailleurs doivent être sous surveillance constante (système de jumelage). Bon nombre des mesures indiquées dans le tableau 18 s'appliquent. Avec des températures plus basses, il est de plus en plus important que les travailleurs soient formés aux procédures de sécurité et de santé.

                                  Conception du lieu de travail

                                  Les lieux de travail doivent être protégés du vent et les vitesses de l'air maintenues en dessous de 1 m/s. Des vêtements de protection contre le vent doivent être utilisés le cas échéant. Une protection oculaire doit être fournie pour les conditions extérieures particulières avec ensoleillement et sol enneigé. Un examen médical est recommandé pour les personnes travaillant régulièrement par temps froid inférieur à -18 ºC. Les recommandations relatives à la surveillance du lieu de travail comprennent les suivantes :

                                    • Une thermométrie appropriée doit être disposée lorsque la température est inférieure à 16 ºC.
                                    • La vitesse du vent intérieur doit être surveillée au moins toutes les 4 heures.
                                    • Les travaux en extérieur nécessitent la mesure de la vitesse du vent et des températures de l'air inférieures à –1 ºC.
                                    • La température de refroidissement équivalente doit être déterminée pour des combinaisons de vent et de température de l'air.

                                           

                                          La plupart des recommandations des tableaux 8 et 9 sont pragmatiques et directes.

                                          L'habillement est la mesure la plus importante pour le contrôle individuel. L'approche multicouche permet des solutions plus flexibles que les vêtements simples incorporant la fonction de plusieurs couches. En fin de compte, cependant, les besoins spécifiques du travailleur devraient être le déterminant ultime de ce qui serait le système le plus fonctionnel. Les vêtements protègent du refroidissement. D'un autre côté, le survêtement dans le froid est un problème courant, également signalé lors des expositions extrêmes des expéditions arctiques. Le survêtement peut rapidement entraîner de grandes quantités de sueur, qui s'accumule dans les couches de vêtements. Pendant les périodes de faible activité, le séchage des vêtements humides augmente la perte de chaleur corporelle. La mesure préventive évidente est de contrôler et de réduire la transpiration par une sélection appropriée de vêtements et des ajustements précoces aux changements du rythme de travail et des conditions climatiques. Il n'existe pas de tissu vestimentaire capable d'absorber de grandes quantités de sueur tout en préservant un bon confort et des propriétés isolantes. La laine reste volumineuse et apparemment sèche malgré l'absorption d'un peu d'eau (reprise d'humidité), mais de grandes quantités de sueur se condensent et causent des problèmes similaires à ceux des autres tissus. L'humidité produit une certaine libération de chaleur et peut contribuer à la préservation de la chaleur. Cependant, lorsque le vêtement en laine sèche sur le corps, le processus s'inverse comme indiqué ci-dessus, et la personne est inévitablement refroidie.

                                          La technologie moderne des fibres a produit de nombreux nouveaux matériaux et tissus pour la fabrication de vêtements. Il existe désormais des vêtements qui combinent l'imperméabilité avec une bonne perméabilité à la vapeur d'eau, ou une isolation élevée avec un poids et une épaisseur réduits. Il est cependant essentiel de sélectionner des vêtements dont les propriétés et les fonctions sont garanties et testées. De nombreux produits sont disponibles qui tentent d'imiter les produits originaux plus chers. Certains d'entre eux sont de si mauvaise qualité qu'ils peuvent même être dangereux à utiliser.

                                          La protection contre le froid est principalement déterminée par la valeur d'isolation thermique de l'ensemble vestimentaire complet (valeur clo). Cependant, des propriétés telles que la perméabilité à l'air, la perméabilité à la vapeur et l'imperméabilité de la couche extérieure en particulier sont essentielles pour la protection contre le froid. Des normes internationales et des méthodes d'essai sont disponibles pour mesurer et classer ces propriétés. De même, les équipements pour les mains et les chaussures peuvent être testés pour leurs propriétés de protection contre le froid à l'aide de normes internationales telles que les normes européennes EN 511 et EN 344 (CEN 1992, 1993).

                                          Travail à froid extérieur

                                          Les problèmes spécifiques du travail à froid en plein air sont l'ensemble des facteurs climatiques qui peuvent entraîner un stress dû au froid. La combinaison du vent et de la basse température de l'air augmente considérablement le pouvoir de refroidissement de l'environnement, ce qui doit être pris en compte en termes d'organisation du travail, de protection du lieu de travail et de vêtements. Les précipitations, soit dans l'air sous forme de neige ou de pluie, soit au sol, nécessitent des ajustements. La variation des conditions météorologiques oblige les travailleurs à prévoir, apporter et utiliser des vêtements et de l'équipement supplémentaires.

                                          Une grande partie du problème du travail à l'extérieur est liée aux variations parfois importantes de l'activité et du climat au cours d'un quart de travail. Aucun système vestimentaire n'est disponible qui puisse s'adapter à des variations aussi importantes. Par conséquent, les vêtements doivent être changés et ajustés fréquemment. Le non-respect de cette consigne peut entraîner un refroidissement dû à une protection insuffisante, ou une transpiration et une surchauffe causées par trop de vêtements. Dans ce dernier cas, la majeure partie de la sueur se condense ou est absorbée par les vêtements. Pendant les périodes de repos et de faible activité, les vêtements mouillés représentent un danger potentiel, car leur séchage draine la chaleur corporelle.

                                          Les mesures de protection pour le travail à l'extérieur comprennent des régimes travail-repos appropriés avec des pauses de repos prises dans des abris ou des cabines chauffés. Les tâches de travail stationnaires peuvent être protégées du vent et des précipitations par des tentes avec ou sans chauffage supplémentaire. Le chauffage ponctuel par des radiateurs à infrarouge ou à gaz peut être utilisé pour certaines tâches de travail. La préfabrication des pièces ou composants peut être réalisée en intérieur. Dans des conditions inférieures à zéro, les conditions de travail, y compris les conditions météorologiques, doivent être surveillées régulièrement. Des règles claires doivent exister concernant les procédures à appliquer lorsque les conditions s'aggravent. Les niveaux de température, éventuellement corrigés du vent (indice de refroidissement éolien), doivent être convenus et liés à un programme d'action.

                                          Travaux de chambre froide

                                          Les aliments surgelés doivent être stockés et transportés à basse température ambiante (–20 ºC). Le travail dans les entrepôts frigorifiques se trouve dans la plupart des régions du monde. Ce type d'exposition artificielle au froid se caractérise par un climat constant et contrôlé. Les travailleurs peuvent effectuer un travail continu ou, le plus souvent, un travail intermittent, alternant entre des climats froids et tempérés ou chauds à l'extérieur de l'entrepôt.

                                          Tant que le travail demande un effort physique, l'équilibre thermique peut être atteint en choisissant des vêtements de protection appropriés. Les problèmes particuliers des mains et des pieds nécessitent souvent des pauses régulières toutes les 1.5 à 2 heures. La pause doit être suffisamment longue pour permettre le réchauffement (20 minutes).

                                          La manipulation manuelle de produits congelés nécessite des gants de protection avec une isolation suffisante (notamment de la paume de la main). Les exigences et les méthodes d'essai pour les gants de protection contre le froid sont données dans la norme européenne EN 511, qui est décrite plus en détail dans l'article « Indices et normes de froid » de ce chapitre. Les radiateurs locaux (par exemple, radiateur infrarouge), placés dans les lieux de travail avec travail stationnaire, améliorent l'équilibre thermique.

                                          Une grande partie du travail dans les entrepôts frigorifiques est effectuée avec des chariots élévateurs. La plupart de ces véhicules sont ouverts. La conduite crée une vitesse relative du vent qui, combinée à la basse température, augmente le refroidissement du corps. De plus, le travail lui-même est plutôt léger et la production de chaleur métabolique associée faible. En conséquence, l'isolation requise pour les vêtements est assez élevée (environ 4 clo) et ne peut pas être satisfaite avec la plupart des types de combinaisons utilisées. Le conducteur a froid, en commençant par les pieds et les mains, et l'exposition doit être limitée dans le temps. En fonction des vêtements de protection disponibles, des horaires de travail appropriés doivent être organisés en termes de travail au froid et de travail ou de repos dans des environnements normaux. Une mesure simple pour améliorer l'équilibre thermique consiste à installer un siège chauffant dans le camion. Cela peut prolonger le temps de travail dans le froid et empêcher le refroidissement local du siège et du dossier. Des solutions plus sophistiquées et coûteuses incluent l'utilisation de cabines chauffées.

                                          Des problèmes particuliers se posent dans les pays chauds, où le travailleur de l'entrepôt frigorifique, généralement le conducteur du camion, est exposé par intermittence au froid (–30 ºC) et à la chaleur (30 ºC). De brèves expositions (1 à 5 min) à chaque condition rendent difficile l'adoption de vêtements appropriés - il peut être trop chaud pour la période à l'extérieur et trop froid pour le travail en chambre froide. Les cabines de camion peuvent être une solution, une fois le problème de la condensation sur les vitres résolu. Des régimes travail-repos appropriés doivent être élaborés et basés sur les tâches de travail et la protection disponible.

                                          Les lieux de travail frais, que l'on trouve par exemple dans l'industrie des aliments frais, comprennent des conditions climatiques avec des températures de l'air de +2 à +16 °C, selon le type. Les conditions sont parfois caractérisées par des humidités relatives élevées, induisant une condensation de l'eau au niveau des points froids et des sols humides ou recouverts d'eau. Le risque de glissade est accru dans ces lieux de travail. Les problèmes peuvent être résolus par une bonne hygiène du lieu de travail et des routines de nettoyage, qui contribuent à réduire l'humidité relative.

                                          La vitesse locale de l'air des postes de travail est souvent trop élevée, ce qui entraîne des plaintes de courants d'air. Les problèmes peuvent souvent être résolus en changeant ou en ajustant les entrées d'air froid ou en réorganisant les postes de travail. Les tampons de produits congelés ou froids à proximité des postes de travail peuvent contribuer à la sensation de courant d'air en raison de l'échange de chaleur par rayonnement accru. Les vêtements doivent être sélectionnés sur la base d'une évaluation des besoins. La méthode IREQ doit être utilisée. De plus, les vêtements doivent être conçus pour protéger des courants d'air locaux, de l'humidité et de l'eau. Des exigences d'hygiène spéciales pour la manipulation des aliments imposent certaines restrictions sur la conception et le type de vêtements (c'est-à-dire la couche extérieure). Un système vestimentaire approprié doit intégrer des sous-vêtements, des couches intermédiaires isolantes et la couche extérieure pour former un système de protection fonctionnel et suffisant. Un couvre-chef est souvent requis en raison des exigences d'hygiène. Cependant, le couvre-chef existant à cet effet est souvent un bonnet en papier, qui n'offre aucune protection contre le froid. De même, les chaussures comprennent souvent des sabots ou des chaussures légères, aux propriétés isolantes médiocres. La sélection d'un couvre-chef et de chaussures plus adaptés devrait mieux préserver la chaleur de ces parties du corps et contribuer à un meilleur équilibre thermique général.

                                          Un problème particulier dans de nombreux lieux de travail froids est la préservation de la dextérité manuelle. Les mains et les doigts se refroidissent rapidement lorsque l'activité musculaire est faible ou modérée. Les gants améliorent la protection mais nuisent à la dextérité. Un équilibre délicat entre les deux exigences doit être trouvé. Couper de la viande nécessite souvent un gant en métal. Un gant textile fin porté en dessous peut réduire l'effet de refroidissement et améliorer le confort. Des gants fins peuvent suffire à de nombreuses fins. Des mesures supplémentaires pour empêcher le refroidissement des mains comprennent la fourniture de poignées isolées d'outils et d'équipements ou le chauffage ponctuel à l'aide, par exemple, de radiateurs infrarouges. Des gants chauffants électriques existent sur le marché, mais souffrent souvent d'une mauvaise ergonomie et d'une capacité de chauffage ou de batterie insuffisante.

                                          Exposition à l'eau froide

                                          Pendant l'immersion du corps dans l'eau, le potentiel de grandes pertes de chaleur en peu de temps est important et présente un danger apparent. La conductivité thermique de l'eau est plus de 25 fois supérieure à celle de l'air et, dans de nombreuses situations d'exposition, la capacité de l'eau environnante à absorber la chaleur est effectivement infinie.

                                          La température de l'eau thermoneutre est d'environ 32 à 33 °C, et à des températures plus basses, le corps réagit par une vasoconstriction froide et des frissons. De longues expositions dans l'eau à des températures comprises entre 25 et 30°C provoquent un refroidissement corporel et le développement progressif d'une hypothermie. Naturellement, cette réponse devient plus forte et plus grave avec l'abaissement de la température de l'eau.

                                          L'exposition à l'eau froide est courante lors d'accidents en mer et lors de sports nautiques de toutes sortes. Cependant, même dans les activités professionnelles, les travailleurs courent le risque d'hypothermie par immersion (p. ex., plongée, pêche, navigation et autres opérations offshore).

                                          Les victimes de naufrages peuvent être amenées à entrer en eau froide. Leur protection varie des vêtements légers aux combinaisons d'immersion. Les gilets de sauvetage sont des équipements obligatoires à bord des navires. Ils doivent être équipés d'un collier pour réduire la perte de chaleur de la tête des victimes inconscientes. L'équipement du navire, l'efficacité des procédures d'urgence et le comportement de l'équipage et des passagers sont des déterminants importants du succès de l'opération et des conditions d'exposition qui en découlent.

                                          Les plongeurs pénètrent régulièrement dans les eaux froides. La température de la plupart des eaux de plongée commerciale, en particulier à une certaine profondeur, est basse, souvent inférieure à 10 °C. Toute exposition prolongée dans une eau aussi froide nécessite des combinaisons de plongée à isolation thermique.

                                          Perte de chaleur. L'échange de chaleur dans l'eau peut être considéré comme un simple flux de chaleur le long de deux gradients de température - un interne, du noyau à la peau, et un externe, de la surface de la peau à l'eau environnante. La perte de chaleur à la surface du corps peut être simplement décrite par :

                                          Cw = hc· (Tsk-Tw) ·AD

                                          De Cw est taux de perte de chaleur convective (W), hc est le coefficient de transfert de chaleur par convection (W/°Cm2), Tsk est la température moyenne de la peau (°C), Tw est la température de l'eau (°C) et AD est la surface corporelle. Les petites composantes de la perte de chaleur due à la respiration et aux parties non immergées (par exemple, la tête) peuvent être négligées (voir la section sur la plongée ci-dessous).

                                          La valeur de hc se situe dans la plage de 100 à 600 W/°Cm2. La valeur la plus basse s'applique à l'eau plate. La turbulence, qu'elle soit causée par les mouvements de nage ou l'écoulement de l'eau, double ou triple le coefficient de convection. Il est facile de comprendre que le corps non protégé peut subir une perte de chaleur considérable vers l'eau froide, dépassant éventuellement ce qui peut être produit même avec un exercice intense. En fait, une personne (habillée ou déshabillée) qui tombe dans l'eau froide économise dans la plupart des cas plus de chaleur en restant immobile dans l'eau qu'en nageant.

                                          La perte de chaleur dans l'eau peut être considérablement réduite en portant des combinaisons de protection spéciales.

                                          Plongée. Les opérations de plongée à plusieurs centaines de mètres sous le niveau de la mer doivent protéger le plongeur des effets de la pression (un ATA soit 0.1 MPa/10 m) et du froid. Respirer de l'air froid (ou un mélange gazeux froid d'hélium et d'oxygène) draine la chaleur corporelle des tissus pulmonaires. Cette perte de chaleur directe du noyau du corps est importante à des pressions élevées et peut facilement atteindre des valeurs supérieures à la production de chaleur métabolique au repos du corps. Il est mal perçu par l'organisme humain. Des températures internes dangereusement basses peuvent se développer sans réaction de frisson si la surface du corps est chaude. Le travail offshore moderne nécessite que le plongeur reçoive une chaleur supplémentaire à la combinaison ainsi qu'à l'appareil respiratoire, pour compenser les importantes pertes de chaleur par convection. En plongée sous-marine, la zone de confort est étroite et plus chaude qu'au niveau de la mer : 30 à 32 ºC à 20 à 30 ATA (2 à 3 MPa) et passant à 32 à 34 ºC jusqu'à 50 ATA (5 MPa).

                                          Facteurs physiologiques : L'immersion dans le froid provoque une forte pulsion respiratoire aiguë. Les réponses initiales comprennent un « halètement inspiratoire », une hyperventilation, une tachycardie, une vasoconstriction périphérique et une hypertension. Une apnée inspiratoire de quelques secondes est suivie d'une ventilation accrue. La réponse est presque impossible à contrôler volontairement. Par conséquent, une personne peut facilement inhaler de l'eau si la mer est agitée et que le corps est submergé. Les premières secondes d'exposition à l'eau très froide sont donc dangereuses et une noyade soudaine peut survenir. Une immersion lente et une protection adéquate du corps réduisent la réaction et permettent un meilleur contrôle de la respiration. La réaction s'estompe progressivement et une respiration normale est généralement obtenue en quelques minutes.

                                          Le taux rapide de perte de chaleur à la surface de la peau souligne l'importance des mécanismes internes (physiologiques ou constitutionnels) pour réduire le flux de chaleur entre le noyau et la peau. La vasoconstriction réduit le flux sanguin des extrémités et préserve la chaleur centrale. L'exercice augmente le flux sanguin des extrémités et, en conjonction avec l'augmentation de la convection externe, il peut en fait accélérer la perte de chaleur malgré la production de chaleur élevée.

                                          Après 5 à 10 min dans de l'eau très froide, la température des extrémités chute rapidement. La fonction neuromusculaire se détériore et la capacité de coordonner et de contrôler les performances musculaires se dégrade. Les performances de nage peuvent être sévèrement réduites et mettre rapidement la personne en danger en eaux libres.

                                          La taille du corps est un autre facteur important. Une personne de grande taille a une plus grande surface corporelle et perd plus de chaleur qu'une personne de petite taille dans des conditions ambiantes données. Cependant, la masse corporelle relativement plus importante compense cela de deux manières. Le taux de production de chaleur métabolique augmente par rapport à la plus grande surface, et la teneur en chaleur à une température corporelle donnée est plus grande. Ce dernier facteur comprend un plus grand tampon pour les pertes de chaleur et un taux plus lent de diminution de la température à cœur. Les enfants sont plus à risque que les adultes.

                                          Le facteur de loin le plus important est la teneur en graisse corporelle, en particulier l'épaisseur de la graisse sous-cutanée. Le tissu adipeux est plus isolant que les autres tissus et est contourné par une grande partie de la circulation périphérique. Une fois que la vasoconstriction s'est produite, la couche de graisse sous-cutanée agit comme une couche supplémentaire. L'effet isolant est presque linéairement lié à l'épaisseur de la couche. Ainsi, les femmes ont en général plus de graisse cutanée que les hommes et perdent moins de chaleur dans les mêmes conditions. De la même manière, les personnes grasses sont mieux loties que les personnes maigres.

                                          Protection personnelle. Comme mentionné précédemment, un séjour prolongé dans les eaux froides et tempérées nécessite une isolation externe supplémentaire sous la forme de combinaisons de plongée, de combinaisons d'immersion ou d'équipements similaires. La combinaison humide en néoprène expansé assure une isolation par l'épaisseur de la matière (cellules fermées de la mousse) et par la « fuite » relativement contrôlée de l'eau vers le microclimat cutané. Ce dernier phénomène se traduit par le réchauffement de cette eau et l'établissement d'une température cutanée plus élevée. Les combinaisons sont disponibles en différentes épaisseurs, offrant plus ou moins d'isolation. Une combinaison humide se comprime en profondeur et perd ainsi une grande partie de son isolation.

                                          La combinaison étanche est devenue la norme à des températures inférieures à 10 ºC. Il permet le maintien d'une température cutanée plus élevée, en fonction de la quantité d'isolation supplémentaire portée sous la combinaison. Il est fondamental que la combinaison ne fuie pas, car de petites quantités d'eau (0.5 à 1 l) réduisent considérablement le pouvoir isolant. Bien que la combinaison étanche se comprime également en profondeur, de l'air sec est automatiquement ou manuellement ajouté depuis la bouteille de plongée pour compenser le volume réduit. Par conséquent, une couche d'air microclimatique d'une certaine épaisseur peut être maintenue, offrant une bonne isolation.

                                          Comme mentionné précédemment, la plongée sous-marine nécessite un chauffage d'appoint. Le gaz respiratoire est préchauffé et la combinaison est chauffée par le rinçage à l'eau chaude de la surface ou de la cloche de plongée. Les techniques de réchauffement plus récentes reposent sur des sous-vêtements chauffés électriquement ou des tubules en circuit fermé remplis de liquide chaud.

                                          Les mains sont particulièrement sensibles au refroidissement et peuvent nécessiter une protection supplémentaire sous la forme de gants isolants ou chauffants.

                                          Expositions sûres. Le développement rapide de l'hypothermie et le danger imminent de mort dû à l'exposition à l'eau froide nécessitent une sorte de prédiction des conditions d'exposition sûres et dangereuses.

                                          La figure 7 illustre les temps de survie prévus pour des conditions typiques au large de la mer du Nord. Le critère appliqué est une baisse de la température centrale à 34 °C pour le dixième centile de la population. Ce niveau est supposé être associé à une personne consciente et gérable. Le port, l'utilisation et le fonctionnement appropriés d'une combinaison étanche doublent le temps de survie prévu. La courbe inférieure se réfère à la personne non protégée immergée dans des vêtements normaux. Comme les vêtements sont complètement imbibés d'eau, l'isolation efficace est très faible, ce qui entraîne des temps de survie courts (modifié de Wissler 1988).

                                          Figure 7. Temps de survie prévus pour des scénarios typiques au large de la mer du Nord.

                                          HEA090F5

                                          Travailler dans les régions arctiques et subarctiques

                                          Les régions arctiques et subarctiques du monde comportent des problèmes supplémentaires à ceux du travail à froid normal. La saison froide coïncide avec l'obscurité. Les journées ensoleillées sont courtes. Ces régions couvrent de vastes zones inhabitées ou peu peuplées, comme le nord du Canada, la Sibérie et le nord de la Scandinavie. En plus la nature est rude. Le transport s'effectue sur de grandes distances et prend beaucoup de temps. L'association du froid, de l'obscurité et de l'éloignement nécessite une réflexion particulière en termes d'organisation du travail, de préparation et d'équipement. En particulier, une formation à la survie et aux premiers secours doit être dispensée et le matériel approprié fourni et rendu facilement disponible sur le lieu de travail.

                                          Pour la population active des régions arctiques, il existe de nombreux risques menaçant la santé, comme mentionné ailleurs. Les risques d'accidents et de blessures sont élevés, l'abus de drogues est courant, les modèles culturels créent des problèmes, tout comme la confrontation entre la culture locale/autochtone et les exigences industrielles occidentales modernes. La conduite d'une motoneige est un exemple d'exposition à risques multiples dans des conditions typiques de l'Arctique (voir ci-dessous). Le stress dû au froid est considéré comme l'un des facteurs de risque qui produit des fréquences plus élevées de certaines maladies. L'isolement géographique est un autre facteur produisant différents types de défauts génétiques dans certaines régions d'origine. Les maladies endémiques, par exemple certaines maladies infectieuses, ont également une importance locale ou régionale. Les colons et les travailleurs invités courent également un risque plus élevé de différents types de réactions de stress psychologique secondaires au nouvel environnement, à l'éloignement, aux conditions climatiques difficiles, à l'isolement et à la prise de conscience.

                                          Des mesures spécifiques pour ce type de travaux doivent être envisagées. Les travaux doivent être effectués par groupe de trois, de sorte qu'en cas d'urgence, une personne puisse aller chercher de l'aide tandis qu'une autre reste à s'occuper de la victime, par exemple d'un accident. Les variations saisonnières de la lumière du jour et du climat doivent être prises en compte et les tâches planifiées en conséquence. Les travailleurs doivent être contrôlés pour des problèmes de santé. Si nécessaire, un équipement supplémentaire pour les situations d'urgence ou de survie doit être disponible. Les véhicules tels que les voitures, les camions ou les motoneiges doivent transporter un équipement spécial pour les réparations et les situations d'urgence.

                                          Un problème de travail spécifique dans ces régions est la motoneige. Depuis les années soixante, la motoneige est passée d'un véhicule primitif à faible technologie à un véhicule rapide et techniquement très développé. Il est le plus souvent utilisé pour les loisirs, mais aussi pour le travail (10 à 20 %). Les professions typiques utilisant la motoneige sont la police, le personnel militaire, les éleveurs de rennes, les bûcherons, les agriculteurs, l'industrie du tourisme, les trappeurs et les équipes de recherche et de sauvetage.

                                          L'exposition aux vibrations d'une motoneige signifie un risque très accru de blessures causées par les vibrations pour le conducteur. Le conducteur et les passagers sont exposés à des gaz d'échappement non purifiés. Le bruit produit par le moteur peut induire une perte auditive. En raison de la vitesse élevée, des irrégularités du terrain et de la mauvaise protection du conducteur et des passagers, le risque d'accident est élevé.

                                          Le système musculo-squelettique est exposé à des vibrations et à des positions et charges de travail extrêmes, en particulier lors de la conduite sur des terrains difficiles ou des pentes. Si vous êtes coincé, la manipulation du moteur lourd induit de la transpiration et souvent des problèmes musculo-squelettiques (ex. : lumbago).

                                          Les blessures causées par le froid sont fréquentes chez les motoneigistes. La vitesse du véhicule aggrave l'exposition au froid. Les parties du corps blessées typiques sont en particulier le visage (pourrait dans des cas extrêmes inclure la cornée), les oreilles, les mains et les pieds.

                                          Les motoneiges sont généralement utilisées dans des régions éloignées où le climat, le terrain et d'autres conditions contribuent aux risques.

                                          Le casque de motoneige doit être développé pour la situation de travail sur la motoneige en tenant compte des risques d'exposition spécifiques produits par le véhicule lui-même, les conditions du terrain et le climat. Les vêtements doivent être chauds, coupe-vent et souples. Les transitoires d'activité rencontrés lors de la conduite d'une motoneige sont difficiles à intégrer dans un seul système vestimentaire et nécessitent une attention particulière.

                                          La circulation des motoneiges dans les régions éloignées présente également un problème de communication. L'organisation du travail et l'équipement doivent assurer une communication sûre avec le port d'attache. Un équipement supplémentaire doit être transporté pour gérer les situations d'urgence et permettre une protection suffisamment longue pour que l'équipe de secours puisse fonctionner. Ces équipements comprennent, par exemple, un sac à vent, des vêtements supplémentaires, du matériel de premiers secours, une pelle à neige, un kit de réparation et du matériel de cuisine.

                                           

                                          Noir

                                          La prévention des effets physiopathologiques de l'exposition au froid doit être considérée de deux points de vue : le premier concerne les effets physiopathologiques observés lors d'une exposition générale au froid (c'est-à-dire l'ensemble du corps), et le second concerne ceux observés lors d'une exposition locale au froid. froid, affectant principalement les extrémités (mains et pieds). Les mesures préventives à cet égard visent à réduire l'incidence des deux principaux types de stress dû au froid, soit l'hypothermie accidentelle et les engelures des extrémités. Une approche à deux volets est requise : des méthodes physiologiques (p. ex. alimentation et hydratation adéquates, développement de mécanismes d'adaptation) et des mesures pharmacologiques et technologiques (p. ex. abri, habillement). Au final, toutes ces méthodes visent à augmenter la tolérance au froid tant au niveau général que local. De plus, il est essentiel que les travailleurs exposés au froid aient l'information et la compréhension de ces blessures nécessaires pour assurer une prévention efficace.

                                          Méthodes physiologiques pour prévenir les blessures causées par le froid

                                          L'exposition au froid chez l'être humain au repos s'accompagne d'une vasoconstriction périphérique, qui limite les pertes de chaleur cutanées, et d'une production métabolique de chaleur (essentiellement par l'activité du frisson), qui implique la nécessité d'une prise alimentaire. La dépense d'énergie nécessaire à toute activité physique dans le froid est augmentée du fait de la difficulté de marcher dans la neige ou sur la glace et de l'utilisation fréquente d'équipements lourds. De plus, la perte d'eau peut être importante du fait de la sudation associée à cette activité physique. Si cette perte d'eau n'est pas compensée, une déshydratation peut survenir, augmentant la susceptibilité aux engelures. La déshydratation est souvent aggravée non seulement par la restriction volontaire de l'apport en eau en raison de la difficulté à absorber suffisamment de liquide (l'eau disponible peut être gelée ou il peut être nécessaire de faire fondre la neige) mais aussi par la tendance à éviter une miction suffisamment fréquente (urination) , ce qui oblige à sortir du refuge. Le besoin en eau dans le froid est difficile à estimer car il dépend de la charge de travail de chacun et de l'isolation des vêtements. Mais dans tous les cas, les apports hydriques doivent être abondants et sous forme de boissons chaudes (5 à 6 l par jour en cas d'activité physique). L'observation de la couleur de l'urine, qui doit rester claire, donne une bonne indication de l'évolution des apports hydriques.

                                          En ce qui concerne l'apport calorique, on peut supposer qu'une augmentation de 25 à 50 % en climat froid, par rapport aux climats tempérés ou chauds, est nécessaire. Une formule permet de calculer l'apport calorique (en kcal) indispensable à l'équilibre énergétique dans le froid par personne et par jour : kcal/personne par jour = 4,151 28.62 – XNUMXTa, Où Ta est la température ambiante en °C (1 kcal = 4.18 joules). Ainsi, pour une Ta de –20 ºC, un besoin d'environ 4,723 2.0 kcal (10 x XNUMX4 J) doit être anticipé. La prise alimentaire ne semble pas devoir être modifiée qualitativement pour éviter les troubles digestifs de type diarrhée. Par exemple, la ration pour temps froid (RCW) de l'armée américaine se compose de 4,568 1.9 kcal (10 x XNUMX4 J), sous forme déshydratée, par jour et par personne, et se répartit qualitativement comme suit : 58 % de glucides, 11 % de protéines et 31 % de lipides (Edwards, Roberts et Mutter 1992). Les aliments déshydratés ont l'avantage d'être légers et faciles à préparer, mais ils doivent être réhydratés avant consommation.

                                          Dans la mesure du possible, les repas doivent être pris chauds et répartis en petit-déjeuner et déjeuner en quantités normales. Un complément est apporté par des soupes chaudes, des biscuits secs et des barres de céréales grignotées tout au long de la journée, et en augmentant l'apport calorique au dîner. Ce dernier expédient augmente la thermogenèse induite par l'alimentation et aide le sujet à s'endormir. La consommation d'alcool est extrêmement déconseillée en climat froid car l'alcool induit une vasodilatation cutanée (source de perte de chaleur) et augmente la diurèse (source de perte d'eau), tout en modifiant la sensibilité de la peau et en altérant le jugement (facteurs fondamentaux impliqués dans la reconnaissance des premiers signes de blessure par le froid). Une consommation excessive de boissons contenant de la caféine est également nocive car cette substance a un effet vasoconstricteur périphérique (risque accru d'engelures) et un effet diurétique.

                                          En plus d'une alimentation adéquate, le développement de mécanismes d'adaptation généraux et locaux peut réduire l'incidence des blessures causées par le froid et améliorer les performances psychologiques et physiques en réduisant le stress causé par un environnement froid. Cependant, il est nécessaire de définir les concepts de adaptation, acclimatation et de habituation au froid, les trois termes variant dans leurs implications selon l'usage des différents théoriciens.

                                          Selon Eagan (1963), le terme adaptation au froid est un terme générique. Il regroupe sous le concept d'adaptation les concepts d'adaptation génétique, d'acclimatation et d'accoutumance. L'adaptation génétique fait référence aux changements physiologiques transmis génétiquement qui favorisent la survie dans un environnement hostile. Bligh et Johnson (1973) font la différence entre l'adaptation génétique et l'adaptation phénotypique, définissant le concept d'adaptation comme « des changements qui réduisent la tension physiologique produite par une composante stressante de l'environnement total ».

                                          Acclimatation peut être définie comme une compensation fonctionnelle qui s'établit sur une période de plusieurs jours à plusieurs semaines en réponse soit à des facteurs complexes de l'environnement tels que les variations climatiques en milieu naturel, soit à un facteur unique de l'environnement, comme en laboratoire (l'"acclimatation artificielle" ou "l'acclimatation" de ces écrivains) (Eagan 1963).

                                          Habituation est le résultat d'une modification des réponses physiologiques résultant d'une diminution des réponses du système nerveux central à certains stimuli (Eagan 1963). Cette accoutumance peut être spécifique ou générale. L'accoutumance spécifique est le processus impliqué lorsqu'une certaine partie du corps s'habitue à un stimulus répété, tandis que l'accoutumance générale est celle par laquelle tout le corps s'habitue à un stimulus répété. L'adaptation locale ou générale au froid s'acquiert généralement par accoutumance.

                                          Tant en laboratoire qu'en milieu naturel, différents types d'adaptation générale au froid ont été observés. Hammel (1963) a établi une classification de ces différents types d'adaptation. L'adaptation de type métabolique se manifeste par le maintien de la température interne combiné à une plus grande production de chaleur métabolique, comme chez les Alacalufs de la Terre de Feu ou les Indiens de l'Arctique. L'adaptation de type isolationnel se manifeste également par un maintien de la température interne mais avec une diminution de la température cutanée moyenne (aborigènes de la côte tropicale d'Australie). L'adaptation de type hypothermique se traduit par une baisse plus ou moins importante de la température interne (tribu du désert du Kalahari, Indiens Quechua du Pérou). Enfin, il existe une adaptation de type mixte isolationnelle et hypothermique (aborigènes d'Australie centrale, Lapons, Amas plongeurs coréens).

                                          En réalité, ce classement n'a qu'un caractère qualitatif et ne prend pas en compte toutes les composantes du bilan thermique. Nous avons donc récemment proposé une classification non seulement qualitative mais aussi quantitative (voir tableau 1). La seule modification de la température corporelle n'indique pas nécessairement l'existence d'une adaptation générale au froid. En effet, une modification du délai de déclenchement du frisson est un bon indicateur de la sensibilité du système de thermorégulation. Bittel (1987) a également proposé la réduction de la dette thermique comme indicateur d'adaptation au froid. De plus, cet auteur a démontré l'importance de l'apport calorique dans le développement des mécanismes d'adaptation. Nous avons confirmé cette observation dans notre laboratoire : des sujets acclimatés au froid en laboratoire à 1 °C pendant 1 mois de manière discontinue ont développé une adaptation de type hypothermique (Savourey et al. 1994, 1996). L'hypothermie est directement liée à la réduction du pourcentage de la masse grasse corporelle. Le niveau d'aptitude physique aérobie (VO2max) ne semble pas impliquée dans le développement de ce type d'adaptation au froid (Bittel et al. 1988 ; Savourey, Vallerand et Bittel 1992). L'adaptation de type hypothermique apparaît la plus avantageuse car elle maintient les réserves énergétiques en retardant l'apparition des frissons mais sans que l'hypothermie soit dangereuse (Bittel et al. 1989). Des travaux récents au laboratoire ont montré qu'il est possible d'induire ce type d'adaptation en soumettant des personnes à une immersion localisée intermittente des membres inférieurs dans de l'eau glacée. De plus, ce type d'acclimatation a développé un « syndrome polaire de tri-iodothyronine » décrit par Reed et ses collaborateurs en 1990 chez des sujets ayant passé de longues périodes dans la région polaire. Ce syndrome complexe reste mal connu et se traduit principalement par une diminution du pool de tri-iodothyronine totale aussi bien lorsque le milieu est thermiquement neutre que lors d'expositions aiguës au froid. La relation entre ce syndrome et l'adaptation de type hypothermique reste cependant à définir (Savourey et al. 1996).

                                          Tableau 1. Mécanismes généraux d'adaptation au froid étudiés lors d'un test de froid standard réalisé avant et après une période d'acclimatation.

                                          Mesurer

                                          Utilisation de la mesure comme indicateur
                                          d'adaptation

                                          Changer
                                          indicateur

                                          Type d'adaptation

                                          Rectal
                                          température tre(° C)

                                          Différence entre tre à la fin de l'essai à froid et tre à neutralité thermique après acclimatation

                                          + ou =
                                          -

                                          normothermique
                                          hypothermique


                                          Température cutanée moyenne tsk(° C)


                                          ‾tsk°C après/‾tsk°C avant,
                                          De `tsk est le niveau de
                                          à la fin de l'essai à froid


                                          <1
                                          =1
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                                          isolant
                                          iso-isolant
                                          hypoisolant


                                          Médian
                                          métabolisme ‾M (W/m2)


                                          Rapport de ‾M après acclimatation
                                          à ‾M avant acclimatation


                                          <1
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                                          métabolique
                                          isométabolique
                                          hypométabolique

                                           

                                          L'adaptation locale des extrémités est bien documentée (LeBlanc 1975). Elle a été étudiée tant chez des tribus indigènes ou des groupes professionnels naturellement exposés au froid dans les extrémités (Esquimaux, Lapons, pêcheurs de l'île de Gaspé, fish sculpteurs anglais, facteurs au Québec) que chez des sujets artificiellement adaptés en laboratoire. Toutes ces études ont montré que cette adaptation se traduit par des températures cutanées plus élevées, moins de douleur et une vasodilatation paradoxale plus précoce qui se produit à des températures cutanées plus élevées, permettant ainsi la prévention des engelures. Ces modifications sont essentiellement liées à une augmentation du flux sanguin cutané périphérique et non à une production locale de chaleur au niveau musculaire, comme nous l'avons montré récemment (Savourey, Vallerand et Bittel 1992). L'immersion des extrémités plusieurs fois par jour dans de l'eau froide (5°C) pendant plusieurs semaines est suffisante pour induire la mise en place de ces mécanismes d'adaptation locaux. En revanche, il existe peu de données scientifiques sur la persistance de ces différents types d'adaptation.

                                          Méthodes pharmacologiques pour prévenir les blessures causées par le froid

                                          L'utilisation de médicaments pour améliorer la tolérance au froid a fait l'objet de nombreuses études. La tolérance générale au froid peut être améliorée en favorisant la thermogenèse avec des médicaments. En effet, il a été montré chez l'homme que l'activité du frisson s'accompagne notamment d'une augmentation de l'oxydation des glucides, associée à une consommation accrue de glycogène musculaire (Martineau et Jacob 1988). Les composés méthylxanthiniques exercent leurs effets en stimulant le système sympathique, exactement comme le froid, augmentant ainsi l'oxydation des glucides. Cependant, Wang, Man et Bel Castro (1987) ont montré que la théophylline était inefficace pour prévenir la chute de la température corporelle chez des sujets humains au repos au froid. En revanche, l'association de la caféine à l'éphédrine permet un meilleur maintien de la température corporelle dans les mêmes conditions (Vallerand, Jacob et Kavanagh 1989), tandis que l'ingestion de caféine seule ne modifie ni la température corporelle ni la réponse métabolique (Kenneth et al .1990). La prévention pharmacologique des effets du froid au niveau général est encore un sujet de recherche. Au niveau local, peu d'études ont été réalisées sur la prévention pharmacologique des engelures. A partir d'un modèle animal d'engelures, un certain nombre de médicaments ont été testés. Les antiagrégants plaquettaires, les corticoïdes ainsi que diverses autres substances ont un effet protecteur à condition d'être administrés avant la période de réchauffement. A notre connaissance, aucune étude n'a été réalisée chez l'homme à ce sujet.

                                          Méthodes techniques pour prévenir les blessures causées par le froid

                                          Ces méthodes sont un élément de base dans la prévention des blessures par le froid, et sans leur utilisation, les êtres humains seraient incapables de vivre dans des zones climatiques froides. La construction d'abris, l'utilisation d'une source de chaleur ainsi que l'utilisation de vêtements permettent de vivre dans des régions très froides en créant un microclimat ambiant favorable. Cependant, les avantages procurés par la civilisation ne sont parfois pas disponibles (dans le cas d'expéditions civiles et militaires, de naufragés, de blessés, de vagabonds, de victimes d'avalanches, etc.). Ces groupes sont donc particulièrement exposés aux dommages causés par le froid.

                                          Précautions pour le travail au froid

                                          Le problème du conditionnement au travail au froid concerne principalement les personnes qui n'ont pas l'habitude de travailler au froid et/ou qui viennent de zones climatiques tempérées. L'information sur les blessures pouvant être causées par le froid est d'une importance fondamentale, mais il est également nécessaire d'acquérir des informations sur un certain nombre de comportements. Tout travailleur en zone froide doit connaître les premiers signes de blessure, notamment localisée (couleur de la peau, douleur). Le comportement vis-à-vis de l'habillement est primordial : plusieurs couches de vêtement permettent d'adapter l'isolation apportée par le vêtement aux niveaux de dépense énergétique et d'agression extérieure du moment. Les vêtements mouillés (pluie, sueur) doivent être séchés. Une attention toute particulière doit être accordée à la protection des mains et des pieds (pas de bandages serrés, attention à une couverture adéquate, changement de chaussettes en temps opportun, disons deux ou trois fois par jour, à cause de la transpiration). Le contact direct avec tout objet métallique froid doit être évité (risque de gelures immédiates). Les vêtements doivent être garantis contre le froid et testés avant toute exposition au froid. Les règles d'alimentation doivent être rappelées (attention aux apports caloriques et aux besoins d'hydratation). L'abus d'alcool, de caféine et de nicotine doit être interdit. Les équipements accessoires (abris, tentes, sacs de couchage) doivent être contrôlés. La condensation dans les tentes et les sacs de couchage doit être éliminée afin d'éviter la formation de glace. Les travailleurs ne doivent pas souffler dans leurs gants pour les réchauffer, sinon cela provoquerait également la formation de glace. Enfin, des recommandations doivent être faites pour améliorer la condition physique. En effet, un bon niveau de condition physique aérobie permet une plus grande thermogenèse par grand froid (Bittel et al. 1988) mais assure également une meilleure endurance physique, facteur favorable en raison de la perte d'énergie supplémentaire liée à l'activité physique dans le froid.

                                          Les personnes d'âge moyen doivent faire l'objet d'une surveillance attentive car elles sont plus sensibles aux blessures par le froid que les personnes plus jeunes en raison de leur réponse vasculaire plus limitée. Une fatigue excessive et une occupation sédentaire augmentent le risque de blessure. Les personnes atteintes de certaines conditions médicales (urticaire au froid, syndrome de Raynaud, angine de poitrine, gelures antérieures) doivent éviter l'exposition au froid intense. Certains conseils supplémentaires peuvent être utiles : protéger la peau exposée contre le rayonnement solaire, protéger les lèvres avec des crèmes spéciales et protéger les yeux avec des lunettes de soleil contre les rayons ultraviolets.

                                          Lorsqu'un problème survient, les travailleurs dans une zone froide doivent rester calmes, ne doivent pas se séparer du groupe et doivent maintenir leur chaleur corporelle en creusant des trous et en se serrant les uns contre les autres. Une attention particulière doit être portée à la fourniture de nourriture et aux moyens d'appel à l'aide (radio, fusées de détresse, miroirs de signalisation, etc.). En cas de risque d'immersion en eau froide, des canots de sauvetage doivent être prévus ainsi que des équipements étanches et offrant une bonne isolation thermique. En cas de naufrage sans embarcation de sauvetage, l'individu doit essayer de limiter au maximum les déperditions de chaleur en s'accrochant aux matériaux flottants, en se recroquevillant et en nageant avec modération le torse hors de l'eau si possible, car la convection créée par la nage augmente considérablement perte de chaleur. Boire de l'eau de mer est nocif en raison de sa forte teneur en sel.

                                          Modification des tâches dans le froid

                                          En zone froide, les tâches de travail sont considérablement modifiées. Le poids des vêtements, le port de charges (tentes, nourriture, etc.) et la nécessité de traverser des terrains difficiles augmentent l'énergie dépensée par l'activité physique. De plus, le mouvement, la coordination et la dextérité manuelle sont entravés par les vêtements. Le champ de vision est souvent réduit par le port de lunettes de soleil. De plus, la perception du fond est altérée et réduite à 6 m lorsque la température de l'air sec est inférieure à –18 ºC ou lorsqu'il y a du vent. La visibilité peut être nulle en cas de chute de neige ou de brouillard. La présence de gants rend difficile certaines tâches nécessitant un travail fin. À cause de la condensation, les outils sont souvent recouverts de glace et les saisir à mains nues comporte un certain risque d'engelures. La structure physique des vêtements est altérée par le froid extrême et la glace qui peut se former sous l'effet du gel combiné à la condensation bloque souvent les fermetures à glissière. Enfin, les carburants doivent être protégés contre le gel par l'utilisation d'antigel.

                                          Ainsi, pour l'exécution optimale des tâches dans un climat froid, il doit y avoir plusieurs couches de vêtements ; protection adéquate des extrémités; mesures contre la condensation dans les vêtements, sur les outils et dans les tentes ; et réchauffement régulier dans un abri chauffé. Les tâches de travail doivent être entreprises comme une séquence de tâches simples, si possible exécutées par deux équipes de travail, l'une travaillant pendant que l'autre se chauffe. L'inactivité dans le froid doit être évitée, ainsi que le travail solitaire, loin des chemins fréquentés. Une personne compétente peut être désignée comme responsable de la protection et de la prévention des accidents.

                                          En conclusion, il apparaît qu'une bonne connaissance de la blessure par le froid, une connaissance de l'environnement, une bonne préparation (forme physique, alimentation, induction des mécanismes d'adaptation), une tenue vestimentaire adaptée et une répartition adaptée des tâches peuvent prévenir la blessure par le froid. En cas de blessure, le pire peut être évité grâce à une assistance rapide et à un traitement immédiat.

                                          Vêtements de protection : vêtements imperméables

                                          Le port de vêtements étanches a pour but de protéger contre les conséquences d'une immersion accidentelle et concerne donc non seulement tous les travailleurs susceptibles de subir de tels accidents (marins, pilotes de ligne) mais également ceux travaillant en eau froide (plongeurs professionnels). Tableau 2, extrait de la Atlas océanographique de l'océan nord-américain, montre que même en Méditerranée occidentale la température de l'eau dépasse rarement 15°C. En conditions d'immersion, le temps de survie d'un individu habillé avec une bouée de sauvetage mais sans équipement anti-immersion a été estimé à 1.5h6 en Baltique et 12h en Méditerranée en janvier, alors qu'en août il est de XNUMXh en Baltique et n'est limité que par l'épuisement en Méditerranée. Le port d'équipements de protection est donc une nécessité pour les travailleurs en mer, notamment ceux susceptibles d'être immergés sans assistance immédiate.

                                          Tableau 2. Moyenne mensuelle et annuelle du nombre de jours où la température de l'eau est inférieure à 15 °C.

                                          Mois

                                          Baltique occidentale

                                          Golfe allemand

                                          océan Atlantique
                                          (au large de Brest)

                                          Méditerranée occidentale

                                          Janvier

                                          31

                                          31

                                          31

                                          31

                                          Février

                                          28

                                          28

                                          28

                                          28

                                          Mars

                                          31

                                          31

                                          31

                                          31

                                          Avril

                                          30

                                          30

                                          30

                                          Entre 26 et 30

                                          Mai

                                          31

                                          31

                                          31

                                          8

                                          Juin

                                          25

                                          25

                                          25

                                          parfois

                                          Juillet

                                          4

                                          6

                                          parfois

                                          parfois

                                          Août

                                          4

                                          parfois

                                          parfois

                                          0

                                          Septembre

                                          19

                                          3

                                          parfois

                                          parfois

                                          Octobre

                                          31

                                          22

                                          20

                                          2

                                          Novembre

                                          30

                                          30

                                          30

                                          30

                                          Décembre

                                          31

                                          31

                                          31

                                          31

                                          Total

                                          295

                                          268

                                          257

                                          187

                                           

                                          Les difficultés de réalisation de tels équipements sont complexes, car il faut tenir compte d'exigences multiples, souvent contradictoires. Ces contraintes incluent : (1) le fait que la protection thermique doit être efficace dans l'air comme dans l'eau sans gêner l'évaporation de la sueur (2) la nécessité de maintenir le sujet à la surface de l'eau et (3) les tâches à accomplir en dehors. L'équipement doit en outre être conçu en fonction du risque encouru. Cela nécessite une définition précise des besoins anticipés : environnement thermique (température de l'eau, de l'air, du vent), délai avant l'arrivée des secours, présence ou non d'une embarcation de sauvetage, par exemple. Les caractéristiques d'isolation du vêtement dépendent des matériaux utilisés, des contours du corps, de la compressibilité du tissu de protection (qui détermine l'épaisseur de la couche d'air emprisonnée dans le vêtement du fait de la pression exercée par l'eau), et l'humidité qui peut être présente dans les vêtements. La présence d'humidité dans ce type de vêtement dépend principalement de son étanchéité. L'évaluation de ces équipements doit tenir compte de l'efficacité de la protection thermique assurée non seulement dans l'eau mais aussi dans l'air froid, et impliquer à la fois des estimations du temps de survie probable en fonction des températures de l'eau et de l'air, du stress thermique anticipé et de la gêne mécanique possible du vêtement (Boutelier 1979). Enfin, des tests d'étanchéité effectués sur un sujet en mouvement permettront de détecter d'éventuelles lacunes à cet égard. En définitive, les équipements anti-immersion doivent répondre à trois exigences :

                                          • Il doit assurer une protection thermique efficace à la fois dans l'eau et dans l'air.
                                          • Il doit être confortable.
                                          • Il ne doit être ni trop contraignant ni trop lourd.

                                           

                                          Pour répondre à ces exigences, deux principes ont été adoptés : soit utiliser un matériau qui n'est pas étanche mais conserve ses propriétés isolantes dans l'eau (comme c'est le cas des combinaisons dites « mouillées »), soit assurer une étanchéité totale avec des matériaux qui sont en plus isolants (combinaison « sèche »). A l'heure actuelle, le principe du vêtement humide est de moins en moins appliqué, notamment dans l'aviation. Au cours de la dernière décennie, l'Organisation maritime internationale a recommandé l'utilisation d'une combinaison anti-immersion ou de survie répondant aux critères de la convention internationale pour la sauvegarde de la vie humaine en mer (SOLAS) adoptée en 1974. Ces critères concernent notamment l'isolation, infiltration minimale d'eau dans la combinaison, la taille de la combinaison, l'ergonomie, la compatibilité avec les aides à la flottaison et les procédures de test. Cependant, l'application de ces critères pose un certain nombre de problèmes (notamment ceux liés à la définition des tests à appliquer).

                                          Bien que connues de très longue date puisque les Esquimaux utilisaient des peaux de phoque ou des boyaux de phoque cousus ensemble, les combinaisons anti-immersion sont difficiles à perfectionner et les critères de standardisation seront probablement revus dans les années à venir.

                                           

                                          Noir

                                          Mardi 22 Mars 2011 20: 34

                                          Indices et normes de froid

                                          Le stress dû au froid est défini comme une charge thermique sur le corps sous laquelle des pertes de chaleur supérieures à la normale sont anticipées et des actions thermorégulatrices compensatoires sont nécessaires pour maintenir le corps thermiquement neutre. Les pertes de chaleur normales font donc référence à ce que les gens subissent normalement dans des conditions de vie à l'intérieur (température de l'air de 20 à 25 ºC).

                                          Contrairement aux conditions de chaleur, les vêtements et l'activité sont des facteurs positifs dans le sens où plus de vêtements réduisent la perte de chaleur et plus d'activité signifie une production de chaleur interne plus élevée et un plus grand potentiel d'équilibrage de la perte de chaleur. En conséquence, les méthodes d'évaluation se concentrent sur la détermination de la protection requise (vêtements) à des niveaux d'activité donnés, des niveaux d'activité requis pour une protection donnée ou des valeurs de « température » ​​pour des combinaisons données des deux (Burton et Edholm 1955 ; Holmér 1988 ; Parsons 1993).

                                          Il est important de reconnaître, cependant, qu'il existe des limites quant à la quantité de vêtements pouvant être portés et au niveau d'activité pouvant être maintenu pendant de longues périodes. Les vêtements de protection contre le froid ont tendance à être volumineux et boitillants. Plus d'espace est nécessaire pour le mouvement et les mouvements. Le niveau d'activité peut être déterminé par un travail rythmé mais devrait, de préférence, être contrôlé par l'individu. Pour chaque individu, il existe un certain taux de production d'énergie le plus élevé, en fonction de la capacité de travail physique, qui peut être maintenu pendant des périodes prolongées. Ainsi, une capacité de travail physique élevée peut être avantageuse pour des expositions prolongées et extrêmes.

                                          Cet article traite des méthodes d'évaluation et de contrôle du stress dû au froid. Les problèmes liés aux aspects organisationnels, psychologiques, médicaux et ergonomiques sont traités ailleurs.

                                          Travail à froid

                                          Le travail à froid englobe une variété de conditions dans des conditions naturelles et artificielles. L'exposition au froid la plus extrême est associée aux missions dans l'espace. Cependant, les conditions de travail à froid à la surface de la terre couvrent une plage de température supérieure à 100 ºC (tableau 1). Naturellement, l'ampleur et la sévérité du stress dû au froid devraient augmenter avec la baisse de la température ambiante.

                                          Tableau 1. Températures de l'air de divers environnements de travail froids

                                          –120 ºC

                                          Chambre climatique pour la cryothérapie humaine

                                          –90 ºC

                                          Température la plus basse à la base polaire sud de Vostock

                                          –55 ºC

                                          Entrepôt frigorifique pour chair de poisson et production de produits surgelés et séchés

                                          –40 ºC

                                          Température « normale » à la base polaire

                                          –28 ºC

                                          Chambre froide pour produits surgelés

                                          +2 à +12 ºC

                                          Stockage, préparation et transport de produits alimentaires frais

                                          –50 à –20 ºC

                                          Température moyenne en janvier du nord du Canada et de la Sibérie

                                          –20 à –10 ºC

                                          Température moyenne en janvier dans le sud du Canada, le nord de la Scandinavie et le centre de la Russie

                                          –10 à 0 ºC

                                          Température moyenne en janvier du nord des États-Unis, du sud de la Scandinavie, de l'Europe centrale, de certaines parties du Moyen et de l'Extrême-Orient, du centre et du nord du Japon

                                          Source : modifié à partir de Holmér 1993.

                                          Il ressort clairement d'un tableau que d'importantes populations de travailleurs de plein air dans de nombreux pays subissent un stress dû au froid plus ou moins sévère. De plus, le travail en entrepôt frigorifique se produit dans toutes les régions du monde. Des enquêtes dans les pays scandinaves révèlent qu'environ 1 % de la population active totale considèrent le froid comme un facteur de gêne majeur sur le lieu de travail.

                                          Types de stress dû au froid

                                          Les types de stress au froid suivants peuvent être définis :

                                            • refroidissement de tout le corps
                                            • refroidissement local, y compris le refroidissement des extrémités, le refroidissement convectif de la peau (refroidissement éolien), le refroidissement conducteur de la peau (refroidissement par contact) et le refroidissement des voies respiratoires.

                                               

                                              Très probablement, plusieurs, voire tous, peuvent être présents en même temps.

                                              L'évaluation du stress dû au froid implique la détermination d'un risque d'un ou plusieurs des effets mentionnés. Typiquement, le tableau 2 peut être utilisé comme première classification approximative. En général, le stress dû au froid augmente, plus le niveau d'activité physique est faible et moins la protection disponible est importante.

                                              Tableau 2. Classification schématique du travail à froid

                                              Température

                                              Type de travail

                                              Type de stress dû au froid

                                              10 à 20 ºC

                                              Travail sédentaire, léger, travail manuel fin

                                              Refroidissement de tout le corps, refroidissement des extrémités

                                              0 à 10 ºC

                                              Travail sédentaire et stationnaire, léger

                                              Refroidissement de tout le corps, refroidissement des extrémités

                                              –10 à 0 ºC

                                              Travaux physiques légers, manipulation d'outils et de matériaux

                                              Refroidissement de tout le corps, refroidissement des extrémités, refroidissement par contact

                                              –20 à –10 ºC

                                              Activité modérée, manipulation de métaux et de fluides (essence, etc.), conditions venteuses

                                              Refroidissement de tout le corps, refroidissement des extrémités, refroidissement par contact, refroidissement par convection

                                              En dessous de –20 ºC

                                              Tous types de travaux

                                              Tous les types de stress dû au froid

                                               

                                              Les informations données dans le tableau doivent être interprétées comme un signal d'action. En d'autres termes, le type particulier de stress dû au froid doit être évalué et contrôlé, si nécessaire. À des températures modérées, les problèmes associés à l'inconfort et aux pertes de fonction dues au refroidissement local prévalent. À des températures plus basses, le risque imminent d'une blessure due au froid en tant que séquelle des autres effets est le facteur important. Pour de nombreux effets, des relations discrètes entre le niveau de stress et l'effet n'existent pas encore. Il ne peut pas être exclu qu'un problème de froid particulier puisse persister également en dehors de la plage de températures indiquée par le tableau.

                                              Méthodes d'évaluation

                                              Les méthodes d'évaluation de la contrainte due au froid sont présentées dans le rapport technique ISO 11079 (ISO TR 11079, 1993). D'autres normes concernant la détermination de la production de chaleur métabolique (ISO 8996, 1988), l'estimation des caractéristiques thermiques des vêtements (ISO 9920, 1993) et les mesures physiologiques (ISO DIS 9886, 1989c) fournissent des informations complémentaires utiles pour l'évaluation du stress dû au froid.

                                              La figure 1 décrit les relations entre les facteurs climatiques, l'effet de refroidissement prévu et la méthode d'évaluation recommandée. De plus amples détails sur les méthodes et la collecte de données sont donnés ci-dessous.

                                              Figure 1. Évaluation du stress dû au froid en relation avec les facteurs climatiques et les effets de refroidissement.

                                              HEA110F1

                                              Refroidissement de tout le corps

                                              Le risque de refroidissement de tout le corps est déterminé en analysant les conditions d'équilibre de la chaleur corporelle. Le niveau d'isolation des vêtements requis pour l'équilibre thermique à des niveaux définis de contrainte physiologique est calculé à l'aide d'une équation mathématique d'équilibre thermique. La valeur d'isolation requise calculée, IREQ, peut être considérée comme un indice de contrainte à froid. La valeur indique un niveau de protection (exprimé en clo). Plus la valeur est élevée, plus le risque de déséquilibre de la chaleur corporelle est élevé. Les deux niveaux d'effort correspondent à un niveau bas (sensation neutre ou « de confort ») et à un niveau haut (sensation légèrement froide à froide).

                                              L'utilisation de l'IREQ comprend trois étapes d'évaluation :

                                                • détermination de l'IREQ pour des conditions d'exposition données
                                                • comparaison de l'IREQ avec le niveau de protection procuré par les vêtements
                                                • détermination du temps d'exposition si le niveau de protection est inférieur à l'IREQ

                                                     

                                                    La figure 2 montre les valeurs IREQ pour une faible contrainte physiologique (sensation thermique neutre). Les valeurs sont données pour différents niveaux d'activité.

                                                    Figure 2. Valeurs IREQ nécessaires pour maintenir une contrainte physiologique de bas niveau (sensation thermique neutre) à différentes températures.

                                                    HEA110F2

                                                    Les méthodes d'estimation des niveaux d'activité sont décrites dans la norme ISO 7243 (tableau 3).

                                                    Tableau 3. Classification des niveaux de taux métabolique

                                                    Classe

                                                    Gamme de taux métaboliques, M

                                                    Valeur à utiliser pour le calcul du taux métabolique moyen

                                                    Exemples

                                                     

                                                    Relatif à
                                                    une unité de surface cutanée (W/m2)

                                                    Pour une surface cutanée moyenne
                                                    de 1.8m2
                                                    (W)




                                                    (W / m2)




                                                    (W)

                                                     

                                                    0
                                                    Repos

                                                    M≤65

                                                    M≥117

                                                    65

                                                    117

                                                    Repos

                                                    1
                                                    Faible
                                                    taux métabolique

                                                    65M≤130

                                                    117M≤234

                                                    100

                                                    180

                                                    Assis à l'aise : travaux manuels légers (écriture, dactylographie, dessin, couture, comptabilité) ; travail des mains et des bras (petits outils d'établi, inspection, assemblage ou tri de matériel léger); travail des bras et des jambes (conduire un véhicule dans des conditions normales, actionner un interrupteur au pied ou des pédales).

                                                    Debout : perceuse (petites pièces) ; fraiseuse (petites pièces); Bobinage; petit enroulement d'induit; usinage avec des outils de faible puissance; marche occasionnelle (vitesse jusqu'à 3.5 km/h).

                                                    2
                                                    Modérés
                                                    taux métabolique

                                                    130M≤200

                                                    234M≤360

                                                    165

                                                    297

                                                    Travail soutenu des mains et des bras (enfoncement des clous, remplissage); travail des bras et des jambes (conduite hors route de camions, tracteurs ou engins de chantier); travail des bras et du tronc (travail au marteau pneumatique, montage de tracteur, plâtrage, manutention intermittente de matériel moyennement lourd, désherbage, binage, cueillette de fruits ou légumes) ; pousser ou tirer des chariots légers ou des brouettes ; marcher à une vitesse de 3.5 km/h ; forger.

                                                    3
                                                    Haute
                                                    taux métabolique

                                                    200M≤260

                                                    360M≤468

                                                    230

                                                    414

                                                    Travail intense des bras et du tronc : port de matériel lourd ; pelleter; travail au marteau de forgeron; scier, raboter ou ciseler du bois dur; tondre à la main; creusement; marcher à une vitesse de 5.5 km/h à 7 km/h.

                                                    Pousser ou tirer des charrettes à bras ou des brouettes lourdement chargées ; moulages d'écaillage; pose de blocs de béton.

                                                    4
                                                    Très élevé
                                                    taux métabolique

                                                    M> 260

                                                    M> 468

                                                    290

                                                    522

                                                    Activité très intensive à un rythme rapide à maximum ; travailler avec une hache; pelletage ou creusement intenses ; monter des escaliers, une rampe ou une échelle ; marcher rapidement à petits pas, courir, marcher à une vitesse supérieure à 7 km/h.

                                                    Source : ISO 7243 1989a

                                                    Une fois l'IREQ déterminé pour des conditions données, la valeur est comparée au niveau de protection offert par les vêtements. Le niveau de protection d'un ensemble vestimentaire est déterminé par sa valeur d'isolation (« valeur clo »). Cette propriété est mesurée selon le projet de norme européenne prEN-342 (1992). Elle peut également être dérivée des valeurs d'isolation de base fournies dans les tableaux (ISO 9920).

                                                    Le tableau 4. fournit des exemples de valeurs d'isolation de base pour des ensembles typiques. Les valeurs doivent être corrigées pour la réduction présumée causée par les mouvements du corps et la ventilation. En règle générale, aucune correction n'est effectuée pour le niveau de repos. Les valeurs sont réduites de 10 % pour les travaux légers et de 20 % pour les niveaux d'activité plus élevés.

                                                    Tableau 4. Exemples de valeurs d'isolement de base (Icl) de vêtements*

                                                    Ensemble de vêtements

                                                    Icl (m2 °C/W)

                                                    Icl (clo)

                                                    Slip, chemise à manches courtes, pantalon ajusté, mi-chaussettes, chaussures

                                                    0.08

                                                    0.5

                                                    Caleçon, chemise, ajusté, pantalon, chaussettes, chaussures

                                                    0.10

                                                    0.6

                                                    Slip, combinaison, chaussettes, chaussures

                                                    0.11

                                                    0.7

                                                    Slip, chemise, combinaison, chaussettes, chaussures

                                                    0.13

                                                    0.8

                                                    Caleçon, chemise, pantalon, blouse, chaussettes, chaussures

                                                    0.14

                                                    0.9

                                                    Culottes, maillots de corps, caleçons, chemises, salopettes, mi-chaussettes, chaussures

                                                    0.16

                                                    1.0

                                                    Caleçon, maillot de corps, chemise, pantalon, veste, gilet, chaussettes, chaussures

                                                    0.17

                                                    1.1

                                                    Caleçon, chemise, pantalon, veste, combinaison, chaussettes, chaussures

                                                    0.19

                                                    1.3

                                                    Maillot de corps, caleçon, pantalon isolant, veste isolante, chaussettes, chaussures

                                                    0.22

                                                    1.4

                                                    Slip, T-shirt, chemise, pantalon ajusté, combinaison isolante, mi-chaussettes, chaussures

                                                    0.23

                                                    1.5

                                                    Caleçon, maillot de corps, chemise, pantalon, veste, surveste, chapeau, gants, chaussettes, chaussures

                                                    0.25

                                                    1.6

                                                    Caleçon, maillot de corps, chemise, pantalon, veste, surveste, surpantalon, chaussettes, chaussures

                                                    0.29

                                                    1.9

                                                    Caleçon, maillot de corps, chemise, pantalon, veste, surveste, surpantalon, chaussettes, chaussures, chapeau, gants

                                                    0.31

                                                    2.0

                                                    Maillot de corps, caleçon, pantalon isolant, veste isolante, surpantalon, surveste, chaussettes, chaussures

                                                    0.34

                                                    2.2

                                                    Maillot de corps, caleçon, pantalon isolant, veste isolante, surpantalon, chaussettes, chaussures, bonnet, gants

                                                    0.40

                                                    2.6

                                                    Maillot de corps, caleçon, pantalon isolant, veste isolante, surpantalon et parka avec doublure, chaussettes, chaussures, bonnet, mitaines

                                                    0.40-0.52

                                                    2.6-3.4

                                                    Systèmes de vêtements arctiques

                                                    0.46-0.70

                                                    3-4.5

                                                    Sacs de couchage

                                                    0.46-1.1

                                                    3-8

                                                    *Le niveau de protection nominal s'applique uniquement aux conditions statiques et sans vent (au repos). Les valeurs doivent être réduites avec un niveau d'activité accru.

                                                    Source : Modifié à partir de l'ISO/TR-11079 1993.

                                                    Le niveau de protection offert par les meilleurs systèmes vestimentaires disponibles correspond à 3 à 4 clo. Lorsque le système vestimentaire disponible ne fournit pas une isolation suffisante, un délai est calculé pour les conditions réelles. Ce délai dépend de la différence entre l'isolation des vêtements requise et celle des vêtements disponibles. Étant donné qu'une protection complète contre le refroidissement n'est plus atteinte, la limite de temps est calculée sur la base d'une réduction anticipée de la chaleur corporelle. De même, un temps de récupération peut être calculé pour restituer la même quantité de chaleur.

                                                    La figure 3 montre des exemples de délais pour des travaux légers et modérés avec deux niveaux d'isolation des vêtements. Les délais pour d'autres combinaisons peuvent être estimés par interpolation. La figure 4 peut être utilisée comme ligne directrice pour l'évaluation du temps d'exposition, lorsque les meilleurs vêtements de protection contre le froid sont disponibles.

                                                    Figure 3. Limites de temps pour les travaux légers et modérés avec deux niveaux d'isolation des vêtements.

                                                    HEA110F3

                                                    Figure 4. Valeurs IREQ pondérées dans le temps pour une exposition intermittente et continue au froid.

                                                    HEA110F4

                                                    Les expositions intermittentes comprennent généralement des périodes de travail interrompues par des pauses d'échauffement ou par des périodes de travail dans un environnement plus chaud. Dans la plupart des cas, peu ou pas de remplacement des vêtements a lieu (principalement pour des raisons pratiques). L'IREQ peut ensuite être déterminé pour l'exposition combinée sous la forme d'une moyenne pondérée dans le temps. La période de calcul de la moyenne ne doit pas dépasser une à deux heures. Les valeurs IREQ pondérées dans le temps pour certains types d'exposition intermittente sont données à la figure 4.

                                                    Les valeurs de l'IREQ et les délais doivent être indicatifs plutôt que normatifs. Ils se réfèrent à la personne moyenne. La variation individuelle en termes de caractéristiques, d'exigences et de préférences est importante. Une grande partie de cette variation doit être gérée en sélectionnant des ensembles vestimentaires avec une grande flexibilité en termes, par exemple, d'ajustement du niveau de protection.

                                                     

                                                    Refroidissement des extrémités

                                                    Les extrémités, en particulier les doigts et les orteils, sont susceptibles de se refroidir. À moins qu'un apport de chaleur suffisant par le sang chaud puisse être maintenu, la température des tissus chute progressivement. Le flux sanguin des extrémités est déterminé par les besoins énergétiques (nécessaires à l'activité musculaire) ainsi que par les besoins thermorégulateurs. Lorsque l'équilibre thermique du corps entier est mis à l'épreuve, la vasoconstriction périphérique aide à réduire les pertes de chaleur centrale au détriment des tissus périphériques. Avec une activité élevée, plus de chaleur est disponible et le flux sanguin des extrémités peut être plus facilement maintenu.

                                                    La protection offerte par les vêtements pour les mains et les chaussures en termes de réduction des pertes de chaleur est limitée. Lorsque l'apport de chaleur à l'extrémité est faible (par exemple, en cas de repos ou de faible activité), l'isolation nécessaire pour garder les mains et les pieds au chaud est très importante (van Dilla, Day et Siple 1949). La protection offerte par les gants et les mitaines ne fournit qu'un ralentissement de la vitesse de refroidissement et, par conséquent, des temps plus longs pour atteindre une température critique. Avec des niveaux d'activité plus élevés, une protection améliorée permet de garder les mains et les pieds au chaud à des températures ambiantes plus basses.

                                                    Aucune méthode standard n'est disponible pour l'évaluation du refroidissement des extrémités. Cependant, l'ISO TR 11079 recommande 24 ºC et 15 ºC comme températures critiques des mains pour les niveaux de stress faible et élevé, respectivement. La température du bout des doigts peut facilement être inférieure de 5 à 10 °C à la température moyenne de la peau de la main ou simplement à la température du dos de la main.

                                                    Les informations données dans la figure 5 sont utiles pour déterminer les temps d'exposition acceptables et la protection requise. Les deux courbes se réfèrent à des conditions avec et sans vasoconstriction (niveau d'activité élevé et faible). De plus, on suppose que l'isolation des doigts est élevée (deux clo) et que des vêtements adéquats sont utilisés.

                                                    Figure 5. Protection des doigts.

                                                    HEA110F5

                                                    Un ensemble similaire de courbes devrait s'appliquer aux orteils. Cependant, plus de clo peut être disponible pour la protection des pieds, ce qui entraîne des temps d'exposition plus longs. Néanmoins, il ressort des figures 3 et 5 que le refroidissement des extrémités est très probablement plus critique pour le temps d'exposition que le refroidissement du corps entier.

                                                     

                                                     

                                                     

                                                     

                                                     

                                                     

                                                    La protection apportée par les gants est évaluée en utilisant les méthodes décrites dans la norme européenne EN-511 (1993). L'isolation thermique de l'ensemble du vêtement est mesurée avec un modèle de main chauffé électriquement. Une vitesse de vent de 4 m/s est utilisée pour simuler des conditions d'usure réalistes. Les performances sont données en quatre classes (tableau 5).

                                                    Tableau 5. Classification de la résistance thermique (I) au refroidissement par convection des vêtements

                                                    Classe

                                                    I (m2 °C/W)

                                                    1

                                                    0.10 ≤ I 0.15

                                                    2

                                                    0.15 ≤ I 0.22

                                                    3

                                                    0.22 ≤ I 0.30

                                                    4

                                                    I ≤ 0.30

                                                    Source : Basé sur EN 511 (1993).

                                                    Contacter le froid

                                                    Le contact entre la main nue et des surfaces froides peut réduire rapidement la température de la peau et provoquer des blessures par le froid. Des problèmes peuvent survenir avec des températures de surface aussi élevées que 15 ºC. En particulier, les surfaces métalliques offrent d'excellentes propriétés conductrices et peuvent rapidement refroidir les zones cutanées en contact.

                                                    À l'heure actuelle, aucune méthode standard n'existe pour l'évaluation générale du refroidissement par contact. Les recommandations suivantes peuvent être données (ACGIH 1990 ; Chen, Nilsson et Holmér 1994 ; Enander 1987) :

                                                      • Un contact prolongé avec des surfaces métalliques en dessous de 15 ºC peut altérer la dextérité.
                                                      • Un contact prolongé avec des surfaces métalliques en dessous de 7 ºC peut provoquer un engourdissement.
                                                      • Un contact prolongé avec des surfaces métalliques en dessous de 0 ºC peut provoquer des engelures ou des engelures.
                                                      • Un bref contact avec des surfaces métalliques en dessous de –7 °C peut provoquer des engelures ou des engelures.
                                                      • Tout contact avec des liquides à température inférieure à zéro doit être évité.

                                                               

                                                              D'autres matériaux présentent une séquence de dangers similaire, mais les températures sont plus basses avec des matériaux moins conducteurs (plastiques, bois, mousse).

                                                              La protection contre le refroidissement par contact fournie par les gants peut être déterminée à l'aide de la norme européenne EN 511. Quatre classes de performance sont données (tableau 6).

                                                              Tableau 6. Classification de la résistance thermique de contact des gants (I)

                                                              Classe

                                                              I (m2 °C/W)

                                                              1

                                                              0.025 ≤ I 0.05

                                                              2

                                                              0.05 ≤ I 0.10

                                                              3

                                                              0.10 ≤ I 0.15

                                                              4

                                                              I ≤ 0.15

                                                              Source : Basé sur EN 511 (1993).

                                                              Refroidissement convectif de la peau

                                                              L'indice de refroidissement éolien (WCI) représente une méthode simple et empirique d'évaluation du refroidissement de la peau non protégée (visage) (ISO TR 11079). La méthode prédit la perte de chaleur des tissus sur la base de la température de l'air et de la vitesse du vent.

                                                              Les réponses associées aux différentes valeurs de WCI sont indiquées dans le tableau 7.

                                                              Tableau 7. Indice de refroidissement éolien (WCI), température de refroidissement équivalente (Teq ) et temps de congélation de la chair exposée

                                                              WCI (W/m2)

                                                              Teq (°C)

                                                              d'Entourage

                                                              1,200

                                                              -14

                                                              Très froid

                                                              1,400

                                                              -22

                                                              Très froid

                                                              1,600

                                                              -30

                                                              La chair exposée gèle

                                                              1,800

                                                              -38

                                                              dans un délai de 1 heure

                                                              2,000

                                                              -45

                                                              La chair exposée gèle

                                                              2,200

                                                              -53

                                                              en 1 minute

                                                              2,400

                                                              -61

                                                              La chair exposée gèle

                                                              2,600

                                                              -69

                                                              dans 30 secondes

                                                               

                                                              Une interprétation fréquemment utilisée de WCI est la température de refroidissement équivalente. Cette température dans des conditions calmes (1.8 m/s) représente la même valeur WCI que la combinaison réelle de température et de vent. Le tableau 8 fournit des températures de refroidissement équivalentes pour des combinaisons de température de l'air et de vitesse du vent. Le tableau s'applique aux personnes actives et bien habillées. Un risque est présent lorsque la température équivalente descend en dessous de -30°C, et la peau peut geler en 1 à 2 min en dessous de -60°C.

                                                              Tableau 8. Puissance de refroidissement du vent sur la chair exposée exprimée en température de refroidissement équivalente dans des conditions presque calmes (vitesse du vent 1.8 m/s)

                                                              Vitesse du vent (m / s)

                                                              Lecture réelle du thermomètre (°C)

                                                               

                                                              0

                                                              -5

                                                              -10

                                                              -15

                                                              -20

                                                              -25

                                                              -30

                                                              -35

                                                              -40

                                                              -45

                                                              -50

                                                               

                                                              Température de refroidissement équivalente (°C)

                                                              1.8

                                                              0

                                                              -5

                                                              -10

                                                              -15

                                                              -20

                                                              -25

                                                              -30

                                                              -35

                                                              -40

                                                              -45

                                                              -50

                                                              2

                                                              -1

                                                              -6

                                                              -11

                                                              -16

                                                              -21

                                                              -27

                                                              -32

                                                              -37

                                                              -42

                                                              -47

                                                              -52

                                                              3

                                                              -4

                                                              -10

                                                              -15

                                                              -21

                                                              -27

                                                              -32

                                                              -38

                                                              -44

                                                              -49

                                                              -55

                                                              -60

                                                              5

                                                              -9

                                                              -15

                                                              -21

                                                              -28

                                                              -34

                                                              -40

                                                              -47

                                                              -53

                                                              -59

                                                              -66

                                                              -72

                                                              8

                                                              -13

                                                              -20

                                                              -27

                                                              -34

                                                              -41

                                                              -48

                                                              -55

                                                              -62

                                                              -69

                                                              -76

                                                              -83

                                                              11

                                                              -16

                                                              -23

                                                              -31

                                                              -38

                                                              -46

                                                              -53

                                                              -60

                                                              -68

                                                              -75

                                                              -83

                                                              -90

                                                              15

                                                              -18

                                                              -26

                                                              -34

                                                              -42

                                                              -49

                                                              -57

                                                              -65

                                                              -73

                                                              -80

                                                              -88

                                                              -96

                                                              20

                                                              -20

                                                              -28

                                                              -36

                                                              -44

                                                              -52

                                                              -60

                                                              -68

                                                              -76

                                                              -84

                                                              -92

                                                              -100

                                                              Les valeurs soulignées représentent un risque d'engelures ou de gelures.

                                                              Refroidissement des voies respiratoires

                                                              L'inhalation d'air froid et sec peut causer des problèmes aux personnes sensibles à +10 à 15ºC. Les personnes en bonne santé exécutant des travaux légers à modérés n'ont pas besoin de protection particulière des voies respiratoires jusqu'à -30 ºC. Les travaux très lourds lors d'expositions prolongées (par exemple, les épreuves d'endurance athlétique) ne doivent pas avoir lieu à des températures inférieures à –20 ºC.

                                                              Des recommandations similaires s'appliquent au refroidissement de l'œil. En pratique, le grand inconfort et la déficience visuelle associés au refroidissement des yeux nécessitent normalement l'utilisation de lunettes ou d'autres protections bien avant que l'exposition ne devienne dangereuse.

                                                              Dimensions

                                                              Selon le type de risque attendu, différents ensembles de mesures sont nécessaires (figure 6). Les procédures de collecte de données et l'exactitude des mesures dépendent de l'objectif des mesures. Des informations pertinentes doivent être obtenues sur la variation dans le temps des paramètres climatiques, ainsi que sur le niveau d'activité et/ou vestimentaire. Des procédures simples de pondération temporelle doivent être adoptées (ISO 7726).

                                                              Figure 6. Relation entre le risque de stress dû au froid attendu et les procédures de mesure requises.

                                                              HEA110F6

                                                              Mesures préventives pour soulager le stress dû au froid

                                                              Les actions et les mesures de contrôle et de réduction du stress dû au froid impliquent un certain nombre de considérations lors des phases de planification et de préparation des quarts de travail, ainsi que pendant le travail, qui sont traitées ailleurs dans ce chapitre et dans ce Encyclopédie.

                                                               

                                                              Noir

                                                              " AVIS DE NON-RESPONSABILITÉ : L'OIT n'assume aucune responsabilité pour le contenu présenté sur ce portail Web qui est présenté dans une langue autre que l'anglais, qui est la langue utilisée pour la production initiale et l'examen par les pairs du contenu original. Certaines statistiques n'ont pas été mises à jour depuis la production de la 4ème édition de l'Encyclopédie (1998)."

                                                              Table des matières

                                                              Références de chaleur et de froid

                                                              ACGIH (Conférence américaine des hygiénistes industriels gouvernementaux). 1990. Valeurs limites d'exposition et indices d'exposition biologique pour 1989–1990. New York : ACGIH.

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