FACTEURS AGISSANT INDIRECTEMENT Il est superflu de rappeler aux spécialistes des pro-

blèmes des régions arides et semi-arides que les facteurs climatiques, par l’influence qu’ils exercent sur les pâtu- rages et sur les cultures fourragères, peuvent avoir de profondes répercussions sur la

vie

des animaux et, par là-même, sur celle de l’homme. Ces spécialistes n’ignorent pas non plus le rôle important que jouent les facteurs climatiques en réglant le cycle vital de nombreux parasites et vecteurs d’agents infectieux.

S’il est difficile de prouver que telle ou telle maladie est nécessairement limitée aux régions tropicales,

il

n’est pas douteux que certaines maladies sont plus fréquentes sous les tropiques qu’ailleurs. L’extension de nombreuses maladies est certainement favorisée par un climat chaud et humide, surtout lorsque ces maladies sont transmises par des insectes vecteurs. D’ailleurs, ceux-ci ne sont nullement inconnus dans les climats chauds et secs, où ils peuvent tout aussi activement répandre la typhoïde, la dysenterie, et m ê m e le

palu-

disme.

En

qui

concerne les animaux, l’anaplasmose, la piroplasmose, le ngana, le surra, la douve

du

foie, le kyste hydatique, le N

fly

strike 1) et l’helminthiase sont là pour nous rappeler l’étendue et l’importance des maladies

qui

sévissent dans les régions chaudes de la terre. Écologiquement, la zone tropicale humide est caractérisée par la multiplicité des espèces, par une concurrence incessante et par une évolution continue.

Dans un tel milieu, toutes les conditions sont réunies pour qu’apparaisse quelque agent ennemi chaque fois qu’une nouvelle espèce ou une nouvelle race d’animaux domestiques est introduite. L e proprioclimat de

l’in-

dividu-hôte est souvent décisif dans un complexe de ce genre. Qu’elles résultent

du

milieu extérieur ou des processus organiques de l’animal, la température et l’humidité de la toison, par exemple, contribuent large- ment

à

attirer les lucilies en leur permettant de pondre et en faisant éclore les œufs.

11

est fort possible que des facteurs analogues infiuent sur l’adhérence des tiques

à

la peau

du

bétail, et sur la fréquence des infections

à

dermatobies. Chez l’homme, les dermatomycoses sont considérées c o m m e associées en partie à la température et

à

l’hmidité habituelles de la surface de la peau;

il

est certain qu’une humidité continue est associée

à

cette catégorie d’affections cutanées que 1,011 appelle assez approximativement dermatoses tropicaleB. D a n s de telles conditions, nous observons une interaction

du

milieu et de l’individu, un effet direct et un effet indirect, assez nettement pour que nous nous gardions une fois pour toutes de prendre a u pied

de

la lettre les distinctions que nous opérons, pour simplifier, en vue d’étudier scientifiquement des problèmes biologiques.

Proprioclimats de l’homme et des animaux domestiques

M O D I F I C A T I O N S P R O D U I T E S P A R L E V E T E M E N T E T L ’ A B R I

Jusqu’ici nous avons résumé l’action des &vers facteurs mésologiques sur l’homme et sur les animaux en n e faisant que de brèves allusions aux modifications pro- duites par le vêtement o u par le pelage et le plumage;

nous n’avons

à

peu près rien dit

du

rôle que peuvent jouer l’abri et le logement. Nous allons maintenant étudier l’influence de ces facteurs, en nous attachant particulièrement

à

considérer les situations

qui

se rencontrent dans les climats arides et semi-arides.

INFLUENCE D U VgTEMENT

Si

la protection contre les intempéries était la seule ou m ê m e la principale considération

qui

intervienne dans le choix de la forme

à

donner a u vêtement, l’homme aurait depuis longtemps déterminé les formes fondamentales

gui

lui procureraient la sécurité recherchée.

Lorsque les intempéries sont particulièrement rigou- reuses, on constate que le vêtement utilise en grande partie le pouvoir protecteur que peuvent offrir les maté- riaux dont l’homme dispose dans son cadre culturel;

mais lorsque les conditions

du

milieu se traduisent pour lui par une gêne plutôt que par un danger, l’homme a tendance à céder aux forces bien supérieures de la tradition et

du

conformisme. Cependant, si l’on veut que toutes les possibilités de l’homme soient réalisées dans de tels milieux,

il

n e faut pas que le vêtement vienne inutilement aggraver les difficultés naturelles.

Or

l’utilisation optimale

du

vêtement en fonction

du

milieu ne peut être déterminée que si l’on tient dûment compte des principes physiques et physiologiques

Su;

interviennent ici

[17, 281.

M O D I F I C A T I O N S D E S É C H A N G E Ç P A R C O N D U C T I O N - C O N V E C T I O N

L’application d’un vêtement sur la peau nue a pour effet immédiat de remplacer l’air ambiant

qui

était en contact avec la peau par une certaine épaisseur d’air pratiquement immobile.

Il

en résulte nécessairement une diminution

du

taux des échanges thermiques par conduction-convection, quelle que soit la direction dans laquelle ces échanges s’effectuaient, sauf dans les cas où l’air ambiant était pratiquement immobile.

Puis

vient une période a u cours de laquelle les couches de vêtement sont portées

à

des températures intermé- diaires entre celle de la peau, d’une part, et celle de l’air ambiant d’autre part.

( On

admet, pour simpli-

fier, qu’il

n’y

a pas d’échange radiatif particulier entre la peau et le milieu.) Lorsque l’équilibre a été établi, la vitesse

du

transfert thermique dépend de la vitesse

à

laquelle la chaleur peut être transportée

à

travers l’espace compris entre la peau et le vêtement, puis à travers l’obstacle que représente le vêtement.

Si

l’on veut que le vêtement soit rationnellement utilisé,

il

convient d’examiner les possibilités de transfert de chaleur dans ces conditions assez complexes.

L e transfert de chaleur

à

travers l’espace compris entre la peau et le vêtement dépend en partie de la largeur de cet espace, et en partie de la vitesse des mouvements d’air

qui

s’y produisent. Lorsque le vête- ment touche la peau, ce transfert est évidemment très rapide. Tel sera probablement le cas lorsque le vête- ment sera pressé contre la peau par le contact d’un objet solide, par le vent ou par la retombée m ê m e

du

vêtement. Lorsqu’il ne colle pas

à

la peau et que le mouvement de Yair dans l’espace intermédiaire est réduit a u m i n i m u m , le transfert de chaleux s’effectue lentement.

Il y

a toutefois une limite à l’épaisseur utile de l’espace intermédiaire, car les courants de convection thermique,

qui

transportent la chaleur d’un côté

à

l’autre, n e se produisent pas dans les espaces très petits. U n e règle pratique approximative consiste

à

considérer c o m m e isolant un espace intermédiaire m a x i m u m de

7

mm [29]. Les mouvements

du

corps réduisent également beaucoup la valeur isolante de l’espace intermédiaire en agitant l’air qu’il renferme.

Les transferts de chaleur

à

travers les vêtements peuvent se produire :

Par c o n d k o n à travers la substance des fibres qui constituent les tissus, encore que la conductibilité de la plupart des fibres classiquement employées soit si basse qu’elle ne diffère pas sensiblement de celle d’un air à peu près immobile. Mais si une certaine quantité de fibres très conductrices, c o m m e des fils métalliques, est incorporée au tissu, la conduc- tibilité de celui-ci doit faire l’objet d’un examen particulier

.

Par conduction à travers l’air immobile emprisonné dans les interstices des fibres. Lorsque aucun autre facteur n e vient compliquer la situation, le transfert de chaleur peut être considéré c o m m e se produisant simplement

à

travers une couche d’air immobile d ’ m e épaisseur équivalant

à

celle

du

tissu, o u de l’ensemble des vêtements lorsqu’il

y

a plusieurs couches de tissu. Les espaces d’air entre les couches de tissu, et l’espace entre la peau et le vêtement, réalisent cette situation idéale

qui

permet de les assimiler à de l’air immobile, pourvu que l’épaisseur d’aucun de ces espaces ne dépasse

7

mm. L’épaisseur

127

Climatologie, c o m p t e rendu da recherches

efficace de l’ensemble peut être réduite si un fort vent pénètre dans les couches superficielles, créant des mouvements convectifs dans les interstices. Cet effet

du

vent peut être atténué si l’on recouvre la surface

du

vêtement d’une pellicule continue, ou m ê m e

d’un

tissu très serré.

3.

Par conduction à travers l’eau contenue dans le tissu. Lorsque le tissu est simplement humide, c’est-à-dire lorsque le contenu en eau des fibres est accru sans

que

le volume de l’air interstitiel en soit beaucoup modifié, sa conductibilité ne semble pas très sensiblement augmentée; toutefois, cette humidité peut favoriser les transferts

de

chaleur vers une atmosphère voisine de la saturation par un phénomène complexe comparable

à

celui

qui

se passe dans une mèche

[39,40].

Mais si l’eau remplace une grande partie

de

l’air immobile

qui

se trouvait dans les interstices, la conductibilité thermique

du

tissu est accrue très fortement. (Cette humidité peut également accroître sensiblement la perte

de

chaleur par évaporation.)

4. A

travers de petites ouvertures. L e rôle des minuscules ouvertures

(«

cellules ⁾⁾ou ((pores D) existant dans l’étoffe est assez complexe. Au-dessous d’une certaine taille, ces ouvertures se comportent

à

peu près c o m m e les interstices ordinaires, c’est-à-dire c o m m e si elles emprisonnaient

de

l’air immobile, sauf lorsqu’un vent assez violent se fait sentir ou lorsque d’énergiques mouvements

du

corps produisent un fort effet

de

soufflet. Ce fait peut souvent être la conséquence

du

caractère duveteux des fibres situées a u bord des ouvertures. U n e {autre raison de l’efficacité limitée des minuscules ouvertures que présentent certaines étoffes est l’épaisseur

de

tissu qu’elles impliquent. D a n s ce cas, ce

qui

est gagné pour la convection

à

travers ces ouvertures est perdu

du

fait de l’épaisseur

du

tissu nécessaire pour les maintenir.

Ce

problème ne présente pas la m ê m e importance lorsque certaines fibres synthé- tiques sont employées, car ces fibres sont assez résistantes pour que les ouvertures puissent être maintenues sans qu’un aussi grand accroissement de l’épaisseur

du

tissu soit nécessaire.

5. A

travers de grandes ouvertures. Les grandes ouvertures, notamment celles par lesquelles passent certaines parties

du

corps, c o m m e le cou, les bras et les jambes, offrent d’excellentes voies d’échange entre l’air ambiant et l’air emprisonné. Les mouvements

du

corps favorisent ces échanges; mais dans ce cas les effets les plus grands résultent probablement

du

vent. L’effet produit peut s’étendre, avec une ampleur décroissante,

à

une certaine distance

de

l’ouverture.

Si

celle-ci est faite

de

manière

à

ne pas gêner la ventilation, les échanges thermiques en seront grandement accrus.

L’équation

(1) qui

a été donnée plus haut constitue l’expression fondamentale de l’effet final

du

vêtement sur l’échange thermique par conduction-convection;

mais elle ne permet pas

de

calculer directement l’effet

dû

au passage de l’air ambiant par les ouvertures les plus grandes.

Ce

phénomène ne semble pas avoir été étudié quantitativement.

Il

ne devrait pas être difficile de trouver une méthode permettant d’évaluer cette forme d’échanges au moyen d’éléments ⁽⁽traceurs ⁾⁾^, que l’on pourrait mesurer par des procédés chimiques ou ioniques.

~WODIFICATION D E LA PERTE PAR ÉVAPORATION- C O N V E C T I O N

Le

port

d’un

vêtement a pour premier effet

de

réduire le taux de l’évaporation cutanée, la peau se trouvant en contact avec de l’air pratiquement immobile, alors que l’air ambiant est généralement plus ou moins agité.

11

en résulte nécessairement une accumulation d’eau non évaporée et une extension de la pellicule d’eau, avec rétablissement dans une certaine mesure

du

taux d’évaporation. Cela n’est généralement pas très souhaitable, car tout accroissement sensible de l’humidité

de

la peau se traduit par une sensation

de

malaise et par le risque

de

troubles dermiques tels que le lichen vésiculaire [30,

351.

L’état antérieur n’est d’ailleurs pas complètement rétabli, l’étendue de la pellicule d’eau ne pouvant plus s’accroître lorsque la peau est complète- ment mouillée, et toute nouvelle accumulation d’eau ne pouvant qu’entraîner une perte de sueur sans refroidissement correspondant par évaporation.

Il

est donc généralement très souhaitable’ lorsque l’organisme se trouve dans un air chaud ou très chaud,

que

l’obstacle à l’évaporation que constitue le vête- ment soit réduit au minimum. Cette situation peut être étudiée à peu près de la m ê m e façon que dans le cas des obstacles opposés

à

la conduction-convection, les deux séries de phénomènes étant comparables sur de nombreux points.

Il

existe toutefois entre eux certaines différences importantes, qu’il est bon

de

rappeler.

L e transfert de vapeur d‘eau

à

travers l’espace compris entre la peau et le vêtement s’effectue

à peu

près de la

même

manière que le transfert d’air chauffé. L’épais- seur

de

cet espace intermédiaire, et les mouvements

que

la convection thermique o u les mouvements

du

corps produisent dans l’air

qui y

est emprisonné, jouent le m ê m e rôle. Mais la situation se complique

si

le vêtement entre en contact avec la peau sur laquelle de l’eau libre s’est accumulée. U n e partie

de

cette eau, plus ou moins grande selon le pouvoir absorbant

du

tissu, passe dans l’étoffe

du

vêtement.

A

partir

du

point d’absorption, l’eau peut circuler le long des fibres, ou m ê m e

à

travers les interstices, pour aller s’évaporer en quelque endroit éloigné

de

la peau.

L’effet

refroidis- sant pour celle-ci est alors inférieur à celui qu’aurait produit une évaporation s’effectuant

à

la surface m ê m e de la peau.

L a vapeur d‘eau

qui

a traversé l’espace compris entre la peau et le vêtement peut trouver une issue

Proprioclimats de l’homme et des animaux domestiques II O DI F I

c

A T I O N D E s 6

c

H A N G E

s

R A D I A T I F

s

L’interposition d’un vêtement entre la peau et le milieu ambiant a pour effet immédiat de mettre la peau en présence d’une nouvelle surface, avec laquelle elle échangera désormais un rayonnement de grande longueur d’onde (rayonnement thermique), suivant les tempgratures relatives des deux surfaces.

Si

le rayonnement émis vers l’intérieur par le vêtement est moins intense que celui que la peau recevait auparavant

du

milieu ambiant, la peau gagne moins (ou perd davantage) de chaleur par rayonnement;

il

en résulte un refroidissement relatif. Mais cet effet immédiat ne persistera pas indéfiniment. C’est désormais la surface extérieure

du

vêtement, et non plus la peau,

qui

se trouve a u contact

du

milieu extérieur;

il

s’établit entre elle et ce milieu un échange de rayonnement analogue à celui qui existait entre ce milieu et la peau. Si cet échange se traduit par un gain de chaleur pour la peau, le

gain

persistera probablement dans le cas

du

vêtement.

A

mesure que le vêtement s’échauffera, une partie de cette chaleur sera rayonnée de nouveau et conduite de la surface intérieure

du

vêtement vers la peau, ce

qui

réduira d’autant l’économie initiale. L e résultat final et l’économie permanente

qui

sera réalisée dépendront de plusieurs facteurs, dont les plus impor- tants sont la réflectivité

du

vêtement par rapport

à

celle de la peau et le pouvoir isolant

du

vêtement

à

l’égard

du

transfert vers l’intérieur de l’énergie radiante absorbée par l’étoffe. U n e réflectivité élevée d e la surface extérieure

du

vêtement et une valeur isolante Blevée accroîtront l’économie

qui

sera finalement réalisée. L a durée nécessaire

à

l’établissement de cet équilibre, et par conséquent le temps que durera la protection initiale, dépendront, entre autres choses, de la capacité thermique

du

vêtement. Pour de courtes expositions, des vêtements relativement peu épais suffiront; mais pour des expositions prolongées, une plus grande épaisseur de vêtements sera généralement souhaitable.

L’équation

(8)

donnée plus haut représente I’expression fondamentale de l’effet final

du

vêtement sur la perte de chaleur par rayonnement. Les expressions relatives à la phase transitoire deviennent très c o m - plexes; mais les tendances ci-après peuvent être déga- gées d’équations approximatives : 10 a u m o m e n t où est mis le vêtement,

il

se produit une diminution de la vitesse antérieure

du

transfert; 20 peu

à

peu, cette différence s’efface, au point de changer finalement de signe; 30 des valeurs élevées de chaleur spécifique, de masse o u de pouvoir isolant

du

vêtement accroissent et prolongent la différence;

40

des valeurs élevées de la réflectivité

du

vêtement o u des valeurs peu élevées de la réflectivité de la peau accroissent la différence si le sens primitif de l’échange net allait de l’extérieur vers l’intérieur; 50 des valeurs élevées de température de la peau accroissent la différence.

vers l’air ambiant par les m ê m e s voies que celles sui- vies par l’air échauffé; mais

il y

a toutefois entre les deux phénomènes d’importantes différences quanti- tatives.

1. A

travers les fibres : la vapeur d‘eau peut pénétrer dans les fibres et se diffuser dans toute leur longueur, pour finir par s’échapper dans l’air ambiant à la surface extérieure

du

vêtement. Toutefois, les fibres diffèrent beaucoup plus par leur comportement à l’égard de la vapeur que par leur comportement à l’égard de la conduction thermique

[17].

Certaines, c o m m e les fibres

du

coton, ont un grand pouvoir absorbant et

ne

constituent pas un obstacle plus grand que l’air immobile. D’autres, c o m m e les fibres de nylon, sont beaucoup plus résistantes et s’opposent au passage de l’eau. Les étoffes consti- tuées de fibres

non

absorbantes offrent au passage de la vapeur d’eau une résistance plus grande que ne le ferait supposer leur épaisseur. Ces étoffes

dimi-

nuent également l’effet de mèche

qui

attire vers l’extérieur l’eau libre; la

plus

grande partie de la sueur reste alors sur la peau, sans grand avantage si les possibilités d’évaporation cutanée sont très limitées.

2. A

travers les interstices : la vapeur d’eau peut se diffuser

à

travers l’air immobile contenu dails les interstices

du

tissu. Lorsque aucune autre circons- tance n e vient compliquer la situation, ce transfert

à

travers une étoffe de coton ou de laine peut être considéré c o m m e se produisant simplement

à

travers une couche d’air immobile dont l’épaisseur équivaut

à

celle

du

tissu, o u

à

celle de l’ensemble des tissus lorsqu’il

y

en a plusieurs couches.

3. A

travers les petites ouvertures : les ouvertures très petites offrent au passage de la vapeur d‘eau une résistance analogue à celle qu’elles offrent au passage de l’air échauffé.

Si

les mouvements

du

corps produisent dans le vêtement un fort effet de soufflet, ou si un vent violent agite dans ces ouvertures l’air

qui

autrement

y

serait immobile, un accroissement important des échanges peut se produire à travers lesdites ouvei-tures.

Si

aucune force exté- rieure n’intervient les échanges thermiques demeurent limités.

4. A

travers les grandes ouvertures : les grandes ouvertures favorisent autant les échanges de vapeur que les échanges d’air échauffé entre l’air ambiant et l’air emprisonné; placées dans des endroits judicieuse- ment choisis, elles peuvent être extrêmement efficaces.

L’équation

(2)

qui a été donnée plus haiit, représente l’expression fondamentale de l’effet final

du

vêtement sur les pertes de chaleur par évaporation-convection;

mais, ici encore, elle ne permet pas de calculer directement l’effet

dû

au passage de l’air

à

travers les ouvertures les plus grandes.

129

Climatologie, compte r e n d u de recherches

I N T E R A C T I O N S E N T R E L E S E F F E T S P R I N C I P E S A A P P L I Q U E R P O U R A D A P T E R L E V Ê T E M E N T A U N C L I M A T C H A U D E T S E C Nous avons pris soin de dire que les trois équations

(1)’

(2)

(8)

constituent les expressions fondamentales de l’effet h a 1

du

vêtement sur les échanges de chaleur.

Ces

équations peuvent être employées directement

si

l’on admet qu’aucun changement dans la tempé- rature ou la pression de vapeur de la peau ne se produit

à

la suite de l’addition de vêtement. Bien entendu, une telle hypothèse n’est pas rigoureusement fondée;

sl.;

complique davantage encore la situation, c’est quc les trois sortes d’effets produits par le vêtement réagissent les uns sur les autres par les modifications qu’ils provoquent clans l’état de la peau.

Nul

n’a encore tenté d‘établir une sorte de relation de rétroaction

(feed-back)

entre les trois équations fondamentales.

On

peux

penser que

la résolution

d’un

système de ce genre n e serait pas simple. Pour le moment,

il

faut donc se contenter soit d’admettre l’hypothèse mentionnée ci- dessus, soit d’apporter des modifications numériques aux valeurs de la température et d e la pression de vapeur cutanée en fonction des indications fournies par l’expérience, si l’on désire déterminer la modifi- cation nette réelle de la perte de chaleur résultant de

peux

penser que

la résolution

d’un

système de ce genre n e serait pas simple. Pour le moment,

il

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