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, notamment 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 la température bien connue de 37 [°C] à l'intérieur de notre corps et à une température d'environ 32 [°C] pour notre peau qui est au contact de l'air ambiant généralement plus froid.

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. Si la température de notre planète devait, à l'ombre, s'élever au-dessus de 50 [°C], notre espèce n’y survivrait pas sans se réfugier pendant la journée dans quelques cavernes enterrées...

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 recommandé de chauffer les logements aux environs de 19 [°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 de deux façons.

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


Le "système" que représente notre métabolisme 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" reste 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 permis par cet environnement. 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 à évacuer 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. On peut ainsi parler d'une température "ressentie" beaucoup plus froide en hiver lorsqu'il y a du vent que lorsqu'il n'y en a pas.
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 notre chaleur passera plus facilement de notre corps au marbre (dont la conductivité thermique(*) est forte) que de notre corps au bois (dont la conductivité thermique est faible).

(*) La conductivité thermique d'un matériau caractérise sa capacité à plus ou moins permettre le déplacement de la chaleur.