Ambiance thermique

3.1. Notions d’ambiances thermiques

L‘ambiance thermique est un facteur de conditions jouant un rôle important sur la santé et le confort des individus. Cela concerne aussi bien les situations de chaleur que de froid, ces premiers symptômes doivent attirer l‘attention du chercheur et conduire à une analyse complète sur les sensations éprouvés face à l‘ambiance thermique.

Cette dernière fait appel à plusieurs paramètres climatiques : la température de l‘air, naturellement, mais aussi de l‘humidité de l‘air, le rayonnement thermique et le déplacement d‘air. L‘activité physique de la personne ainsi que son habillement jouent également un rôle important.

L'ambiance thermique peut être ressentie comme chaude, neutre ou froide (Patrick 2012).

3.1.1. Ambiance thermique chaude

Un organisme humain en santé maintient une température corporelle constante d'environ 37°C et une fluctuation de cette température supérieure à 1°C est le signe d'un dépassement des mécanismes de thermorégulation.

On arrive donc à la notion de stress thermique, soit la charge totale qui s'exerce sur l'organisme, résultant de la production métabolique de chaleur à l'effort, à l'apport de chaleur de sources externes et de l'isolement procuré par les vêtements (Patrick 2012).

Comme mentionné ci-dessous dans la figure-1, les êtres 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 primaires sont activés et régularisés : la vasodilatation et la sudation. Alors que la vasodilatation entraîne souvent de faibles augmentations de la perte de chaleur sèche (radiative et convective), elle transfère principalement la chaleur du noyau vers la peau (transfert de chaleur interne), tandis que l'évaporation de la sueur constitue un moyen extrêmement efficace à son retour aux tissus profonds du corps (transfert de chaleur externe).

Lorsque la température ambiante augmente, la température corporelle a tendance à augmenter et l'organisme réagit pour maintenir cette température constante en augmentant le débit sanguin

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périphérique et les déperditions calorifiques par la sudation, accroissant ainsi le transfert de chaleur vers l'environnement.

Mais dans une ambiance extrême, le gain de chaleur dépasse les capacités d'élimination, entrainant une augmentation de la température corporelle et donc des risques graves pour la santé.

Ces risques sont d'autant plus graves que les individus exposés sont généralement incapables de reconnaître leurs propres symptômes de stress thermique (Patrick 2012).

3.1.2. Ambiance thermique froide

Lorsque le corps devient froid, la vasoconstriction réduit le flux sanguin vers la peau et donc la perte de chaleur. Lorsque la température corporelle a tendance à baisser, la thermoge nèse sans frissonnement (tension musculaire, sensation de raideur et augmentation du métabolisme) augmentera la production de chaleur. Lorsque la température du corps baisse (peau, peau avec le corps, ou les deux) et thermo réguler, les frissons commencent ; il peut également y avoir un frisson de type «réaction» (à des températures corporelles plus élevées) en raison de la réponse psychologique et du taux de chute de la température de la peau due à une exposition soudaine(Parsons, 2014).Donc L‘organisme perd de la chaleur, ce qui a pour conséquence un refroidissement ou une mise en jeu des mécanismes de lutte contre le froid.

3.1.3. Ambiance thermique neutre

La neutralité thermique correspond à une zone d‘ambiance thermique pour laq uelle on ne mobilise aucun mécanisme de lutte contre le froid ou le chaud (J.Choudin, C.Morice et N.Kechich 2014).

Le flux de chaleur est évacué par la convection et le rayonnement, à l‘exclusion de toute vapeur sudorale. Selon Millanoye M, les valeurs d'ambiances thermiques neutres sont :

 Température sèche :

Figure II. 3. Un modèle de thermorégulation dans le corps humain.

Source :(Kenney, 2011)

II- SUR L‘AMBIANCE

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 Travail sédentaire : 20°– 21°C

 Travail physique modéré : 17° - 18°C

 Travail physique intense : 15°C

 Pourcentage d'humidité : 50 à 60 %

Si la température s'élève ou le travail musculaire augmente, diminuer le pourcentage d'humidité.

 Vitesse de l'air : Pour un travail sédentaire : 0,1 à 0,25 m/s. Pour un travail physique : jusqu'à 10 m/s, cette vitesse dépend des autres paramètres du bilan thermique.

3.1.4. Lutte physiologique contre les ambiances thermiques chaudes et froides 3.1.4.1. La vasodilatation

C'est le premier mécanisme de lutte mis en œuvre face à une ambiance chaude. C'est un mécanisme surtout efficace au repos puisque l'exercice physique augmente la quantité de sang vers les muscles rendant la vasodilatation difficile. Elle consiste à favoriser le passage du sang au niveau des couches cutanées grâce à l'augmentation du diamètre des vaisseaux sanguins pour y permettre les échanges de chaleur et donc de refroidir la peau (Perte de calorie par le mécanisme de convection).

La vasodilatation entraîne une diminution de l'apport sanguin dans la sphère digestive ainsi qu'une diminution de la filtration rénale. Le muscle cardiaque et le système nerveux restent des organes fortement irrigués.

3.1.4.2. La sudation

L'exercice physique limitant la vasodilatation, l'organisme fait intervenir la sudation. C'est le moyen le plus efficace pour lutter contre la chaleur. Cependant, une attention toute particulière doit être apportée sur la conception des vêtements de travail car ceux-ci peuvent entraver ce phénomène (la perte de calories par évaporation).

Ce phénomène est limité par la "sudation maximale" (S Max) qui est la quantité maximale de sueur qu'un sujet peut fournir (à peu près 4 litres pour 8 heures).

La sudation entraîne par ailleurs une perte importante d'eau et de sels divers. La déshydratation de l'organisme doit être limitée à 4 à 6 % du poids du corps. Une perte sudorale maximale admissible (D max) a été fixée. Celle-ci ne doit pas dépasser 1,5 L/h. Cette sudation est rendue possible grâce aux glandes sudoripares qui vont puiser l'eau et le sel dans le sang. Les glandes vont ensuite de façon pulsative faire remonter l'eau et le sel à la surface de la peau pour que l'eau soit évaporée. Cette eau puise la chaleur de l'organisme pour passer à l'état gazeux et se diluer dans l'air ambiant.

Dès lors la sudation est dépendante de la saturation de l'air en humidité. Si l'atmosphère est fortement humide, le processus de sudation ne sera pas efficace et contribuera au déséquilibre du bilan thermique. Ce phénomène est observé dans les saunas pour lesquels une durée d'exposition a été fixée.

La sudation apparaît toujours après un délai qui dépend de la charge de chaleur et de l'acclimatation du sujet. En cas de forte amplitude thermique ou de début d'un exercice musculaire, le délai est d'environ dix minutes.

3.1.4.3. L'acclimatation

L'exposition régulière à la chaleur va déclencher une acclimatation du sujet, c'est à dire :

 Déclenchement de la sudation plus rapide,

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 Débit sudoral plus important,

 Efficacité thermolitique plus grande.

Ceci a pour conséquence de baisser la température rectale, la fréquence cardiaque et de permettre une meilleure performance pour l'opérateur. L'attention sera portée vers les proce ssus de déshydratation, dangereux pour l'opérateur malgré l'acclimatation.

Les normes prennent en compte l'acclimatation du sujet dans l'évaluation de la contrainte thermique.

D'une manière générale, le laps de temps à cette dernière est d'environ 15 jours.

3.1.4.4. Le frissonnement

Les muscles horripilateurs libèrent, face au froid, de la chaleur en soulevant un poil, ce qui donne une sensation de « chair de poule ». Ce mécanisme peut s'amplifier jusqu'à provoquer la contraction de gros muscles : c'est le frissonnement. Il a pour objectif le dégagement de chaleur.

3.1.4.5. La vasoconstriction

Le diamètre des capillaires sanguins, situés sous la peau soumise au froid, va se réduire. Ainsi le volume de sang exposé au froid diminue (l'échange par convection diminue). Parallè lement le sang chaud réchauffe le sang froid en profondeur. Ce mécanisme est peut efficace car les tissus extérieurs doivent être irrigués pour ne pas entraîner de gelure.

3.1.4.6. Augme ntation du métabolis me de base

Le corps va libérer des hormones qui accélèrent les réactions enzymatiques et ainsi augmenter la production de chaleur générale. Il faut noter que les mécanismes hormonaux mettent environ une semaine pour lutter et s'adapter efficacement contre le froid. Durant cette phase d'adaptation, le sujet nécessite une surveillance particulière (J.Choudin, C.Morice et N.Kechich 2014).

4.

Conclusion

La notion d‘ambiance est basée sur un processus pluridisciplinaire. Elle représente la combinaison entre trois approches qui sont d‘ordre physique, sensible, émotionnelle. En ce sens, l‘ambiance n‘est pas restreinte aux simples données environnementales si pertinentes soient-elles, mais elle est essentiellement constituée par des représentations perceptives. Une ambiance thermique varie selon le facteur spatio-temporel et climatique d‘un lieu et varie selon le jour, l‘heure, la météo et les utilisateurs. Pour une appréhension de ce phénomène, il est nécessaire d‘analyser le système qui forme l‘interaction entre habitat et l‘occupant.

La neutralité thermique est un élément essentiel pour le bien être de l‘occupant dans son environnement bâti. Les paramètres qui influencent l‘ambiance thermique peuvent être divisés en deux types : les paramètres physiques (telles que la température de l‘air, la vitesse de l‘air...) et les paramètres d‘ordre personnels (comme l‘habillement, l‘activité). L‘homme est un homéotherme, il doit maintenir sa température interne voisine de 37°C.L‘adaptation à chaque ambiance implique des réponses d‘ordre physiologique, comportemental et parfois technique pour assurer l‘équilibre entre le corps et l‘environnement.

Ce chapitre a pris la discussion sur l‘ambiance. Nous avons mentionné également une large généralité philosophique de ce phénomène abstrait, ainsi nous avons détaillé la caractérisation de

l‘ambiance thermique.

CHAPITRE III : SUR LE CONFORT