N°4 - La dissipation de la chaleur de notre corps - niv. 3 à 5

N°4 - La dissipation de la chaleur de notre corps - niv. 3 à 5

L'air est constitué de molécules diverses, notemment de vapeur d'eau (H2O).
Nous sommes avant tout sensibles à la température de l'air (agitation plus moins grande de ses molécules), mais aussi dans une moindre mesure à la présence plus ou moins grande des molécules de vapeur qu'il contient.

Nous sommes nous-mêmes constitués de molécules dont l'agitation correspond à une température de 37 [°C] à l'intérieur de notre corps et, au contact de l'air d'un local, de l'ordre de 32 [°C] à sa surface extérieure.

molécules d'air

Nous pouvons considérer notre corps comme un "moteur" capable de fournir du travail, mais devant impérativement évacuer ses "pertes thermiques" sous peine de "surchauffe".
Si nous savons tous que l’on peut mourir de froid, il est tout aussi dangereux de ne pouvoir se rafraîchir. et si notre planète devait monter au-dessus de 50 [°C], notre espèce n’y survivrait pas.

Notons que le dégagement de chaleur sera d'autant plus important que le "moteur" produira du travail. Ainsi, dans une salle de sport nous devrons évacuer plus de chaleur qu'à la normale.

Question

Q1 : Pour quelle raison les salles de sports ne doivent-elles pas, en hiver, être trop chauffées?

En hiver, il est usuel de chauffer les logements aux environs de 20 [°C].
Dans une salle de sport, une température de 16 [°C] pourra être suffisante. Cette température semblera un peu fraîche au début de la séance mais sera ultérieurement agréable car elle aidera les sportifs à évacuer leur énergie en limitant les besoins de transpiration.

La dissipation de la chaleur de notre corps s'effectue essentiellement :

  • Par échange thermique entre notre peau et l'air extérieur lorsque l’air n’est pas trop chaud
  • Par évacuation de sueur (transpiration) et de liquides lorsque la température de l’air est élevée


Le "système" est très précis et notre corps sait produire plus ou moins de sueur selon les besoins de refroidissement complémentaires à l'échange par écart de température. Notons cependant que lorsqu’il fait froid, une production minimale de "sueur" est nécessaire à l'humidification de notre peau.

Enfin, pour aider à notre équilibre thermique, notre cerveau dispose d’une large palette de "dispositifs":

  • L’habillement
  • Les boissons
  • Les nourritures
  • Le repos ou l’agitation
  • L’agitation de l’air par un éventail ou un ventilateur (qui favorisera l’évaporation de notre sueur)
  • La contraction ou l’élargissement des vaisseaux sanguins périphériques
  • Le rythme de notre respiration

Et bien sûr les abris du soleil ou du froid.

molécules d'air

Remarque:
Notre corps est moins sensible à la température de ce qui l'entoure qu'à la facilité de l'échange de chaleur que cet environnement permet. Un excès d'échange (trop de dissipation de la chaleur de notre corps) sera tout aussi désagréable et dangereux qu'un manque d'échange (difficulté d'évacuation de notre chaleur).
Ainsi, une température d'air faible sera ressentie d'autant plus désagréablement basse que la vitesse de l'air sera importante car celle-ci augmentera l'échange de chaleur avec notre peau.
De même, si une température d'air de 23 [°C] nous semblera agréable, une température d'eau de 23 [°C] à la piscine nous semblera trop basse car l'échange de chaleur avec l'eau est beaucoup plus facile qu'avec l'air.
De même au touché pour une même température, une plaque de marbre nous semblera toujours beaucoup plus froide qu'une plaque de bois car la chaleur de notre corps passera plus facilement au marbre (forte conductivité thermique(*) du marbre) qu'au bois (faible conductivité du bois).
La conductivité thermique d'un matériau caractérise sa capacité à plus ou moins permettre le déplacement de la chaleur.