Description des variables d’intérêt et appareillages utilisés

Plusieurs aspects ont été traités simultanément durant les collectes de données afin de répondre aux exigences de la DRF, du MFFP ainsi qu'aux nôtres. Dans les collectes de données, les aspects de la charge physique des travailleurs forestiers, de leur productivité, de l'environnement thermique, des facteurs de site (ex. types de terrain, traitements préalables), de l’inventaire forestier (ex., espèces et densité végétale) faisaient partie intégrante des protocoles de recherches.

L’équipe de recherche était minimalement constituée d’un superviseur (l’auteur) responsable des mesures prévues, du bon fonctionnement des appareils de mesures et de la calibration des appareils, d’un(e) étudiant(e) et d’un technicien forestier d’expérience. Des chercheurs de la DRF et d'autres personnels du MFFP pouvaient agrandir l'équipe selon les variables nécessaires à la DRF. Les mesures a) à g) étaient prévues aux fins de la présente thèse:

a) Les mesures de la l’astreinte physique; b) Les mesures de la charge physique de travail; c) Les mesures d’astreinte thermique;

d) Les mesures d’ambiance thermique; e) L’isolement vestimentaire;

f) Les mesures de la capacité cardiorespiratoire; g) Caractéristiques des travailleurs;

h) Les mesures de productivité;

i) Les mesures de caractérisation de la qualité du terrain et du travail;

Les mesures d’astreinte physique (a) comprennent la fréquence cardiaque de travail et la 𝑉𝑉̇𝑂𝑂₂. La fréquence de travail était enregistrée en continu durant la journée entière d'étude, et ce, à intervalles de 5 s. Les intervalles R-R (durée en millisecondes entre deux battements cardiaques) ont également été enregistrés afin de corriger le bruit dans le signal cardiaque le cas échéant par un algorithme commercial de correction des artéfacts (logiciel Firstbeat Pro® version 2.2.0.9, Firstbeat Technologies, Finland). Deux types d’appareils ont été utilisés : des cardiofréquencemètres Polar (deux modèles : S810i, RS800) (Polar Electro Oy, Kempele, Finland) et le moniteur physiologique Equivital (Hidalgo, Cambridge, UK). Les deux types d’appareils ont une précision de 1 milliseconde. L’Equivital permet de mesurer un ensemble de mesures physiologiques, dont la température corporelle (capsule thermique).

La charge physique de travail (b) a été mesurée par la consommation d’oxygène. Lors des mesures terrains, deux modèles d’appareils de mesure des gaz expirés portatifs ont été utilisés : le Fitmate PRO® (COSMED, Rome, Italy)(2 appareils) et le K4b2 (COSMED, Rome, Italy) (2 appareils). Le Fitmate PRO® a été utilisé dans la plupart des collectes de données sauf en 2013 où le K4b2 à été utilisé (cf. section 2.3.5). Ce dernier nous a été gracieusement prêté par le département des Sciences de la santé de l’Université du Québec à Chicoutimi. L'appareil MOXUS de l'Université de Montréal utilisé pour l'étude de laboratoire et le K4b2 sont réputés être des références (gold-standard). Ces appareils coûteux, permettent de mesurer la fraction d’O2 et de CO2 des gaz expirés et donc rendent une mesure de la 𝑉𝑉̇𝑂𝑂2 très précise. Le Fitmate PRO®, plus abordable, ne possède qu’un capteur d’O2 et utilise un algorithme basé sur la mesure de la fréquence cardiaque pour estimer le quotient respiratoire nécessaire afin d’obtenir une mesure précise de la 𝑉𝑉̇𝑂𝑂2. Tous ces appareils ont fait l’objet d’études validant leur précision (Beltrami, Froyd, Mamen et Noakes, 2014; Mc Naughton et Sherman, 2005; Nieman et al., 2006, 2007).

La calibration des appareils était faite avant chaque test et période de mesure à l’aide de gaz de références (MOXUS et K4b2) et d’une seringue de 3L pour calibrer l’anémomètre. La calibration dure environ 1 heure. Durant les mesures terrains, la calibration était effectuée le matin.

La mesure de l’astreinte thermique (c) (température corporelle) a été mesurée par la température intra-abdominale à l’aide de la capsule thermique Jonah® (Philips Respironics, Murrysville, PA) dont la précision du thermocouple interne est de ±0.1°C. La capsule transmet par onde radio les

mesures à intervalles d'une minute. Le moniteur Vitalsense (Philips Respironics, Murrysville, PA) a été utilisé dans la plupart des collectes de données jusqu’à sa discontinuité en 2011, ce qui a motivé l’acquisition de l’Equivital qui remplaçait le Vitalsense.

Les mesures d’ambiance thermique (d) consistaient à la température de l’air (Ta; °C), la température humide psychrométrique (Th; °C), la température du globe noir (Tg; °C), l’humidité relative (RH; %), la pression atmosphérique (Pa; kPa) et la vitesse de l’air (Va; m/s). Ces mesures ont été relevées à chaque collecte de données à l’aide d’une station météo montée sur trépied à proximité du site où le travailleur forestier réalisait son travail. Les mesures étaient relevées à intervalle de 10 secondes, le plus petit intervalle possible pour enregistrer les valeurs sur une journée complète de travail selon la mémoire de l’appareil utilisé. Les appareils de mesures utilisées étaient un psychromètre numérique de modèle Kestrel 4000 (Nielsen-Kellerman Co., Boothwin, PA). Le Kestrel est un appareil portatif, léger, résistant aux intempéries qui permet de mesurer l’ensemble des variables sauf la température du thermomètre globe. Le Kestrel était monté sur une girouette de la même compagnie afin d’enregistrer la vitesse de l'air associée au vent dominant. La température du globe noir a été mesurée à l’aide d’un dispositif maison comprenant un thermocouple permettant l’enregistrement des mesures (datalogger)(Lascar USB-TC, Lascar Electronics, Salisbury, UK) monté dans une boule noire en plastique. Le thermomètre globe répondait aux principes de design reconnus (ISO 7243:1989; Parsons, 2014). La température humide psychrométrique était convertie en température humide naturelle à l’aide des formules de Kamon et Ryan (1981). Enfin, l’indice WBGT était calculé suivant la formule proposée par ISO 7243 (1989).

Chaque pièce de vêtement porté par le travailleur, ainsi que les caractéristiques du vêtement (type, type de tissu, nombre, etc.) étaient méticuleusement notées avant le début de la journée de mesure. Des photographies du sujet de face et de dos étaient généralement prises afin de pouvoir y revenir si certaines pièces n’avaient pas été notées. Chaque pièce retirée ou ajoutée par le travailleur pendant la journée de travail était également notée. L’isolement vestimentaire (e) était estimé en additionnant les valeurs individuelles des pièces de vêtements portés à partir des tables de la norme ISO 9920:2007. La valeur intrinsèque d’isolement (Icl), dont l’unité de mesure est le clo, permet de décrire l’isolement statique. Plus la valeur d’isolement est grande, plus les échanges de température avec l'environnement sont diminués. À titre d’exemple, un sujet portant un ensemble de sport léger consistant en un short, un t-shirt en coton, une paire de bas, une paire de caleçons

courts et une paire de souliers de course, a une tenue vestimentaire ayant une valeur d’isolement de 0.4 clo. Pour un sujet en habit de travail normal, l'isolement vestimentaire varie entre 0.6 et 1.0 clo (ex., un pantalon, une chemise, des sous-vêtements courts, une paire de souliers de ville ou un habit complet incluant veston, pantalon et cravate). L’isolement vestimentaire d’une personne portant une combinaison hivernale, manteau et salopette de ski par exemple, peut être aussi élevé que 6 clo.

Pour les travailleurs forestiers étudiés, l’isolement moyen observé au fil des collectes de données était en moyenne de 1.1 clo pour les débroussailleurs et de 0.94 clo pour les reboiseurs. L’isolement vestimentaire peut varier grandement d’un sujet à l’autre et dans une même journée de travail par l’ajout d’une veste et d’un pantalon imperméable. Dans cette condition l’isolement vestimentaire maximal était estimé à 1.7 clo. L’isolement statique peut-être ajusté pour tenir compte de l’effet de pompage des mouvements du corps. Pour les besoins de cette étude, l’effet de pompage n’a pas été pris en compte. D’une part, parce qu’il n’est généralement pas considéré dans les valeurs rapportées dans la littérature de sorte qu'il est plus facile de comparer l’isolement vestimentaire observé sur le terrain aux valeurs publiées. D’autres parts, parce que chez les travailleurs forestiers, l’effet de pompage est généralement négligeable du fait que les entrées (manches, jambière et col) sont fermées pour se protéger des mouches et moustiques.

La capacité cardiorespiratoire (𝑉𝑉̇𝑂𝑂2max )(f) a été mesurée au moyen d’un test maximal sur tapis roulant (étude en laboratoire) et estimée par extrapolation à la fréquence maximale théorique du sujet de la relation HR-𝑉𝑉̇𝑂𝑂2 établie par le step-test de Meyer et Flenghi (1995)(études sur le terrain). Le protocole du test maximal sur tapis roulant est décrit à la section 4.3.1.6. Le protocole du step- test de Meyer et Flenghi est décrit à la section 4.3.1.5. Les mesures de 𝑉𝑉̇𝑂𝑂2 ont été relevées lors des tests maximaux sur tapis roulants par un chariot métabolique (MOXUS Metabolic System, AEI Technologies, Naperville, IL, USA). Les mesures de 𝑉𝑉̇𝑂𝑂2 lors des step-tests sur le terrain ont été relevées avec les appareils portatifs décrits plus haut (mesures de la charge physique de travail [b]). Les caractéristiques des sujets (g), c’est-à-dire l’âge, le poids et la taille étaient notés. Le sujet était pesé le matin avant le déjeuner lorsque possible (au camp forestier) ou sur les lieux de travail (chemin forestier) à l’aide d’une balance portative. D’autres caractéristiques des travailleurs, scolarité, expérience de travail, lieu de résidence, type de débroussailleuse utilisée, etc. étaient également notés.

D’autres mesures (h et i) étaient également relevées par l’équipe de recherche spécifiquement pour les besoins du MFFP. Ces mesures comprenaient la productivité mesurée au moyen d’un GPS (Garmin GPSMAP 60Cx), des mesures de caractérisation des facteurs de site (pente, obstacles, etc.), d’un inventaire (espèces végétales et densité de recouvrement) avant traitement, et de la qualité du traitement au moyen d’un inventaire après traitement. Enfin, des questionnaires sur la santé du travailleur (douleurs musculosquelettiques), incidents et accidents survenus durant le travail ont également été utilisés dans certaines collectes de données.