Les approches du confort thermique :

Il existe trois approches qui traitent le confort thermique à savoir :

- L’approche physique : Dans ce cas, c’est le corps qui est considéré comme un système thermique permettant d’évaluer les échanges entre ce dernier et l’environnement. Ces

transferts de chaleur s’effectuent à travers la peau et les vêtements163

.

« L'homme produit et échange de la chaleur. Sa production de chaleur interne se répartit dans sa masse corporelle tandis que ces échanges thermiques externes se font à la surface cutanée »164.

La diffusion de la chaleur entre l’homme et l’ambiance environnante s’effectue par :

La convection (C) : c’est l’échange de chaleur entre l’organisme et le fluide qui l’entoure (généralement gazeux), qui représente plus de 35 % des pertes de chaleur. Elle dépend de la vitesse du fluide et de la tenue vestimentaire.

La conduction : dans le cas où l’individu se trouve en contact direct avec un solide, le corps humain échange la chaleur avec celui-ci par un mode de transfert qui est la conduction. Mais dans la majorité des cas on peut le négliger, car il représente 1% de l’ensemble des échanges. En fait, l'impact de la conduction sur le confort thermique est très faible, même si le contact d'un carrelage frais peut apporter une sensation agréable en été, ou à l'inverse, le sable d'une plage ayant une sensation de brûlure.

Le rayonnement (R) : les échanges par rayonnement à la surface de la peau représentent jusqu'à 35 % du bilan.

Selon Givoni, il existe un autre élément intervenant sur l’échange thermique entre l’operateur et l’ambiance, qui est la texture des vêtements, il dit : « Le régime de ces relations sera aussi affecté par d'autres facteurs tels que les propriétés des matériaux qui constituent les vêtements et la forme de ces vêtements, qui peuvent varier dans une très grande mesure »165. L’évaporation (E) : l’évaporation est le moyen le plus efficace pour éliminer la chaleur produite par le corps humain. Plusieurs formes existent : au niveau des voies respiratoires, au niveau de la peau ou par sudation.

163

Tanabe, S., Kobayashi, K., Nakano, J., Ozeki, Y., & Konishi, M. (2002). Evaluation of thermal comfort using combined multi-node thermoregulation (65MN) and radiation models and computational fluid dynamics (CFD).

Energy and Buildings, 34(6), 637–646. doi:10.1016/s0378-7788(02)00014-2.

164 _{DuBois cité par Candas, V. (2003), "L'homme dans son env ironnement climatique : facteurs d'influence,}

thermorégulation, sensibilité et confort thermiques". In : "Habitat, confort et énergie". Actes de la 13e Journée

du CUEPE, P : 5.

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Figure 36: Echanges thermiques entre l’homme et son environnement.

Source : Allain LIEBARD. Op.cit., p28.

En effet, dans le modèle physique, l’être humain consomme de l’énergie et produit de la chaleur qu’il doit évacuer pour entretenir l’équilibre avec son environnement. Différentes situations peuvent figurer :

Bilan > 0 :

L’individu est en hyperthermie

L’organisme emmagasine la chaleur. Les mécanismes de thermolyse ne sont pas suffisamment efficaces et risquent d’engendrer des pathologies.

Bilan < 0 :

L’individu est en hypothermie

Dans ce cas l’organisme perd plus de chaleur qu’il en gagne ou qu’il en produit. Cette situation engendre elle aussi des pathologies.

Bilan = 0 :

Zone de neutralité thermique

Quand la température corporelle est stable, les échanges thermiques avec le milieu extérieur égalent à zéro (c’est la situation la plus favorable). L’operateur se situe dans une zone de neutralité thermique.

- L’approche physiologique : Des actions instinctives se produisent dans des cas comme le frisson et la transpiration. Celle-ci s’effectuent en dehors de l’état de neutralité et seront formulées par des réponses subjectives.

Il s’agit d’un équilibre entre la thermogénèse qui est une production de chaleur et la thermolyse qui est une perte de chaleur.

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Cet équilibre est assuré par la thermorégulation : « un système complexe de réponses automatiques et volontaires qui gouvernent le taux de perte de chaleur du corps, et dans certains cas, également la production de la chaleur. Bien que dépendant de facteurs physiques tels que des différences de tension de vapeur d’eau et de température entre la peau et l’environnement, l’échange de chaleur superficielle du corps peut être contrôlé par une régulation dynamique des divers systèmes physiologiques et des régimes vestimentaires »166. - L’approche psychologique : dans ce modèle, l’être humain interprète le confort par une évaluation du climat.

L’évaluation sensorielle du niveau de confort ou d’inconfort est reportée par des réponses verbales. Donc c’est une notion subjective et personnelle à chaque individu.

Une nouvelle notion de confort adaptatif prend en considération ces variations d’ordre

sociales, psychologiques, physiologiques et culturelles167.

Le modèle physique et physiologique prend en considération la température de la peau qui est obtenue par des modèles de régression ou de bilan. En outre, le premier cas est confiné à

certaines zones climatiques. Quant au deuxième, il est applicable pour toute situation168.

L’être humain doit maintenir une température du corps constante à 37°C.

Il doit assurer son équilibre avec l’environnement par différents mécanismes de thermorégulation physiologiques ou comportementaux pouvant modifier le bilan thermique. Une modification involontaire, s’il s’agit d’une régulation physiologique provoquant un ajustement de la résistance thermique externe par une perte de chaleur. Elle s’effectue par l’évaporation de l’eau par transpiration, évaporation transpiratoire ou par sécrétion.

Une autre forme de perte de chaleur interne se produit par vasodilatation ou frissonnement. Une régulation volontaire se rapporte aux gestes comportementaux actifs et un ajustement des vêtements.

Nous allons voir sur la figure suivante (Figure 37) les facteurs de sensation thermique.

166 _{Givoni, B. (1978). L’homme, l’architecture et le climat. Editions Le Moniteur; Paris. p : 52.}

167 _{De Dear, R., & Brager, G. (1998). Developing an adaptive model of thermal comfort and preference. UC}

Berk eley: Center for the Built Environment. Retrieved from https://escholarship.org/uc/item/4qq2p9c6.

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Figure 37: Facteurs de sensation thermique. Illustré par l’auteur.