LES ASTREINTES

THERMIQUES

Dr FOGLIA Bruno

JDV Nancy

3,4,5 octobre 2005

INTRODUCTION

• La contrainte thermique → astreintes physiologiques et psycho-sensori-motrices responsables :

→ dysfonctionnement ou sollicitation excessive de l’organisme

(25 % salariés jugent trop contraignantes les ambiances hygro-

thermiques)

DEFINITION

• Homme = homéothermes : température centrale indépendante du milieu ambiant

• Le noyau (muscle ,viscère) : produit la chaleur

• La périphérie (peau, tissus sous-cutanés) : lieu de transfert de la chaleur entre le noyau et l’ambiance

• Constance de la T° corporelle = équilibre entre production ou gain de chaleur (thermogénèse) et perte de chaleur ( thermolyse)

THERMOGENESE

Elle est la somme de la chaleur dégagée ou produite par :

THERMOGENESE• Le métabolisme de base :

- 1700 calories pour un homme de 70 kg, à jeun, au repos, à 18 °C, moyennement vêtu

- Métabolisme constitué de milliers de réactions chimiques :certaines consomment de l’énergie, d’autres en produisent

- Rendement jamais à 100% → énergie « gaspillée » sous forme de

chaleur

- Tonus musculaire au repos : 30 % de la chaleur totale

- Foie : organe le plus chaud du corps

THERMOGENESE

• L’excercice musculaire :

- Le rendement musculaire est faible : 80 % de l’énergie

consommée est dissipée en chaleur

- Frisson = activité musculaire involontaire destinée à ↑ la

thermogénèse

- Impossible de réduire la production de chaleur autrement que par

l’immobilité complète

• Les métabolismes ajoutés, en particulier l’alimentation

LA THERMOLYSE

• Le corps humain échange de la chaleur avec le milieu ambiant

• Les transferts se font toujours du milieu le plus chaud vers le milieu

le plus froid

• Les échanges au niveau interfaces peau - ambiance et voies

respiratoires - ambiance se produisent selon 4 modalités

LA THERMOLYSE

• le rayonnement infrarouge

• la convection

• la conduction

• l’évaporation - sudation

LE RAYONNEMENT INFRAROUGE

= échange thermique entre la peau et les éléments solides placé dans l’environnement

• Tout corps porté à une certaine T ° émet un rayonnement infrarouge qui entraîne une dissipation d’énergie vers l’extérieur

• De la même manière il peut en absorber (selon sa couleur)

• Mécanisme d’importance modéré

APPLICATION

• Nature des vêtements :

- T° ambiante < T ° corps → vêtement s’échauffe par absorption

du rayonnement émis → protection contre le refroidissement

- Réfléchir le rayonnement émis par les sources de chaleur →

protège le corps contre un échauffement excessif (couleur

blanche, vêtements aluminisés )

LA CONVECTION = échange entre le corps et un fluide ( air, eau) en mouvement

• En milieu aquatique : échanges 25 fois + élevé qu’avec l’air

• Air réchauffé au contact de la peau tend à se déplacer vers le haut ( + léger) , et est remplacé par de l’air + frais

• Echange ↑ si ↑ renouvellement du fluide (ventilateur, vent, mouvement du sujet)

•Mécanisme de déperdition de chaleur + important que le rayonnement

APPLICATION

• Nature des vêtements :

Empêche la convection donc porter des

vêtements légers et amples quand il fait chaud

LA CONDUCTION

= échanges par contact direct entre deux solides

• Proportionnel au gradient de T°, au coefficient

d’échange, à la surface corporelle d’échange

• Peu efficace = 3% des échanges thermiques

APPLICATION

• Points de contact entre l’opérateur et des

surfaces froides (ou chaudes) :

- semelles des chaussures,

- manipulation d’objets froids (ou chauds)

EVAPORATION - SUDATION

• Evaporation = mécanisme prépondérant de la thermolyse

• Perte de vapeur d’eau par les poumons : négligeable pour l’homme (1/2 l par 24 h ) • Perspiration : diffusion de l’eau des couches superficielles de la peau vers l’ extérieur (1/2 l par 24 h) • Sudation : sueur secrétée à la surface de la peau qui accroît considérablement l’évaporation.

EVAPORATION-SUDATION• Mouillure de peau = surfaces mouillées /surface corporelle totale

• L’évaporation de l’eau s’accompagne d’une perte de chaleur

• Très efficace : 1 litre d’eau évaporée permet d’éliminer 580 kcal (l’eau pour changer d’état et s’évaporer emprunte « des calories » à la peau qui se refroidit)

• Mais l’air ambiant doit être renouvelé et non saturé en vapeur d’eau

APPLICATIONVêtements et évaporation :

•Vêtements → la couche d’air se renouvelle mal et est saturée d’humidité → l’évaporation de la sueur↓et mouille la peau• Sueur qui s’écoule vers le sol ne participe pas au rafraîchissement → vêtements légers permettant de retenir la sueur sans empêcher son évaporation

EQUILIBRE THERMIQUE

• L’homme est un homéotherme = T° centrale doit être maintenue

constante

• A l’équilibre, le bilan thermique entre l’homme et son

environnement se définit par l’équation :

Bilan thermique

B = M +/- P +/- C +/- R - E M : métabolisme énergétique lié au travail et au

métabolisme de base

P : échange thermique par conduction

C : échange thermique par convection

R : échange thermique par rayonnement

E : échange thermique par évaporation

ASTREINTES A LA CHALEUR

• En ambiance chaude, l’équilibre du bilan

thermique met en jeu plusieurs mécanismes se

traduisant par :

- Une astreinte thermostatique

- Une astreinte circulatoire

- Une astreinte sudorale

L’ ASTREINTE THERMOSTATIQUE

= élévation de la température superficielle cutanée

par vasodilatation échange de chaleur ↑par⇒ convection et rayonnement

• La température cutanée se situe normalement

entre 28 et 36 °C, seuil d’alarme à 42 °C,

sensation de brûlure à 45 °C

ASTREINTE CIRCULATOIRE

• Découle de la précédente

• Vasodilatation périphérique

• Augmentation du débit sanguin et de la fréquence

cardiaque

• Une partie du sang est détournée vers la peau

→ l’irrigation musculaire sera donc moins

efficace en atmosphère chaude

(fatigue musculaire)

L’ASTREINTE SUDORALE

• L’évaporation de la sueur est le moyen le plus efficace de lutter

contre la chaleur

• L’évaporation de la sueur peut être entravée par le vêtement de

travail

• Si la sueur ruisselle sur la peau, elle est inefficace

• Dépendante de la saturation de l’air en humidité

L’ASTREINTE SUDORALE

• La sudation maximale ( S Max ) : quantité de chaleur

maximale de sueur qu’un sujet peut fournir (5 litres/8 H)

• Sudation maximale admissible (D max) : 1,5 litre / H • Evaporation requise (E req) nécessaire à l’équilibre du bilan

thermique

• Associée à E req, la sudation requise (S req) est la quantité de sueur qu’il faut évacuer

ACCLIMATEMENT A LA CHALEUR

= lorsqu’un opérateur est soumis de façon habituelle à une même ambiance chaude modérée :

• Son astreinte thermique est plus faible,

• La sudation est plus importante,

• La température rectale est plus basse,

• L’ accélération cardiaque est plus modérée,

• La sueur a une concentration plus basse en sels,

• L’acclimatement doit être entretenu (disparition en 4 semaines).

INDICES DE CONTRAINTES OU D’ASTREINTES

Permettent de :

• Déterminer si une situation de travail fait courir un risque

• Si durée d’exposition doit être limitée

• Sur quel paramètre agir

INDICES DE CONTRAINTE

• De nombreux indices ont été proposés

• L’indice WBGT et la sudation requise sont les plus utilisés

• Ces 2 indices permettent avec précision d’évaluer le bilan thermique

Le WBGT

• Évaluation simplifiée de la contrainte thermique • Température humide naturelle (Thn) →

thermomètre à humide• Température moyenne de rayonnement →

thermomètre à globe noir (Tg)• Estime le caractère tolérable d’une situation de

travail∙ L’indice WBGT a des limites• Sert au dépistage

INDICE DE LA SUDATION REQUISE

• Permet une approche plus précise que le WBGT• Permet de connaître le mécanisme sur lequel il faut agir Comporte 3 étapes: → détermination de l’ E req ( d’après paramètres de base)

pour conserver l’équilibre thermique

→ estimation de E max (selon possibilité mouillure et Pa), la mouillure cutanée requise est déterminée par

E req ∕ E max

→ détermination de S req à partir de E req, mouillure cutanée requise et d’un rendement évaporatoire

INDICE DE LA SUDATION REQUISE

• Intérêt : proposer une limite de temps d’exposition si l’ambiance thermique ne permet pas le maintien de l’homéothermie.

• La durée limite d’exposition (DLE) obtenue à partir de l’ISR est comparée aux DLE obtenues à partir de grandeurs physiologiques (T° buccale, Fc repos, sudation mesurée).

INDICE DE LA SUDATION REQUISE

• A court terme : limiter l’exposition à la chaleur pour éviter que le stockage de chaleur ne dépasse une valeur seuil

• A long terme:limiter l’exposition pour que la perte hydrique ne dépasse pas une valeur critique

INDICES PHYSIOLOGIQUES

• Astreinte thermostatique : mesurage des températures corporelles ou de la fréquence cardiaque

• Astreinte sudorale

ASTREINTE THERMOSTATIQUE

Mesurage des températures corporelles :

• Cinq sites de mesures

(œsophage, rectum, tympan, CAE, cavité buccale)

• Concordance entre variation de t° centrale et variation de la tbu → intérêt en situation de travail (facilité utilisation)

• Valeur limite admissible :↑1°C T°centrale

• Evaluation confort thermique → tsk moyenne (pondération d’un certain nbre de tsk locale )

• Seuil douleur : tsk à 45°C

ASTREINTE THERMOSTATIQUE

Mesure de la fréquence cardiaque :

• Cardiofréquencemètre

• ↑FC / repos = composante thermique (dFCT) liée à

↑T° centrale + composante motrice (dFCM) liée aux efforts musculaire

• Composante dFCM disparaît en 3 min (dFCT + long)

• EPCT = Fcr –Fco (Fcr= moy Fc de récupération 3,4 et 5 min )

• Valeur seuil de 20 bpm d’EPCT

ASTREINTE SUDORALE

• Pesées des sujets

• Variation masse corporelle fonction :

→ surtout : évaporation, variations entre les ingestion et les

excrètats.

→ et de façon négligeable : écarts de poids entre le CO2

expiré et l’ O2 inspiré

• Précisions des balances (début fin poste, avant après toilettes, les ingestions )

INDICES SUBJECTIFS

• En situation de contrainte thermique

• En situation de confort thermique

• Entretiens non directifs ou questionnaires

CHOIX DE L’INDICE

• De nombreux indices existent

• Le WBGT et l’indice de sudation requise sont les plus utilisés mais mesure de nombreuse grandeurs physique, mise en œuvre complexe…

↑ ⇨ FC de repos plus simple à quantifier

• FC : indice fiable, facile à utiliser

• EPCT → estimation ↑de la T ° centrale ( mais validée qu’en situation de laboratoire )

PREVENTION

PREVENTION TECHNIQUE COLLECTIVE

- Isolement ou isolation des sources de chaleur

- Mécanisation des tâches , écrans absorbants entre source et

travailleur

- Ventilation , climatisation

- Cabines climatisées de surveillance à distance

- Boissons fraîches non alcoolisées à disposition

ORGANISATION DU TRAVAIL

• Période d’acclimatement

• ↑ pauses de récupération

• ↓ temps d’exposition

• Horaires de travail

• Travail d’équipe à privilégier

• Adopter son propre rythme de travail

• Locaux climatisés

MESURES COMPORTEMENTALES

• Situation individuelle

• Se tenir informé (conditions météo…)

• Boire régulièrement (1 verre eau ∕ 15-20min )

• Vêtements amples, légers, clair

• Se protéger tête du soleil

• Adapter son rythme de travail selon tolérance chaleur

• ↓efforts physique (dans la mesure du possible )

• ↓source additionnelle de chaleur

• Signaler symptôme de malaise

HYGIENE DE VIE

• Vigilance si problème de santé et ∕ ou médicaments

• Eviter boissons alcoolisées

• Pas lieu de donner un apport de sel

• Limiter consommation de tabac (si pathologie respiratoire)

• Eviter les repas trop copieux

PRENVENTION TECHNIQUE INDIVIDUELLE

- Vêtements métallisés ou résistants à la chaleur

- Ecrans mobiles, lunettes protégeant des infrarouges

- Vêtements refroidis par jets continu d’air qui donnent de

l’air frais

INFORMATION ET FORMATION

• Sur les risques de l’exposition à la chaleur

• Importance de l’apport hydrique

• Premiers signes d’intolérance

• Faciliter les pauses

• Travail en équipe

• Activité physique régulière → meilleure adaptation à la chaleur

PREVENTION MEDICALE

- Surveillance médicale spéciale (arrêté 11/07/1977)

- Mesures (réalisées en milieu de travail) pouvant s’avérer complexe : T° peau (3 niveaux différents), FC, T° centrale

- Hygiène alimentaire, importance des boissons

- Acclimatement d’une dizaine de jour

ASTREINTE AU FROID

• Deux objectifs :

- Diminuer les pertes de chaleur par

échange avec le milieu

- Augmenter la production de chaleur

DIMINUER LES PERTES DE CHALEUR

• Vasoconstriction périphérique :

– Pâleur cutanée– Maladresse musculaire

• Diminution de la T° cutanée : ↓ pertes thermiques par convection et radiation

AUGMENTER LA PRODUCTION DE CHALEUR

• Travail musculaire involontaire :

– Les tremblements et les frissons

– Contractions réflexes des muscles, 5 à 10 fois /sec– Constituent la thermogénèse de réchauffement

– Produit à peu près 200 watts pour un homme de 70 kg

AUGMENTER LA PRODUCTION DE CHALEUR

• Travail musculaire volontaire– Apporte de la chaleur au prix d’une dépense des

réserves de l’organisme– Il faut donc augmenter l’apport en aliments

rapidement utilisables et aliments de réserve (ration lipidique..)

– Pas d’alcool car il entraîne une vasodilatation périphérique et donc une perte de chaleur

AUTRES REACTIONS

• Réactions non spécifiques au stress:

↑cortisol plasmatique, adrénaline et noradrénaline

• Réactions des sujets non acclimatés :

tendance hypoglycémie, cétonurie,↑acides gras non estérifiés

ACCLIMATEMENT AU FROID

• Parallèlement à la chaleur, il existe une phase d’acclimatement au froid

• Meilleure tolérance (diminution des frissons)

PREVENTION

PREVENTION TECHNIQUE COLLECTIVE

– Chauffer les locaux, pauses longues dans locaux chauffés permettant le séchage des vêtements de travail

– Boissons chaudes , non alcoolisées

– Chambres froides : installations de surveillance avec indication de présence de personnel, ronde en fin de poste, portes pouvant s’ouvrir facilement de l’intérieur

– Plongée : durées limitées en fonction de la T° de l’eau

PREVENTION TECHNIQUE INDIVIDUELLE

– Vêtements appropriés ( isolement thermique mesuré en clo)

– Sous-vêtements (laine, coton ) pouvant être changés facilement

– Chaussures ou bottes fourrées, chaussettes épaisses, changées facilement (chaussures de sécurité : coque et semelles métalliques bien isolées)

– Gants fourrés (si possible à doigts séparés)

– Plongée : combinaisons adaptées, chaussons et cagoules

PREVENTION MEDICALE

– Chambres frigorifiques : surveillance médicale

spéciale (arrêté 11/07/1977)– Vérifier l’ accoutumance au froid, rechercher

signes de désadaptation– Jeunes de – de 16 ans : interdiction aux étalages

extérieurs / Jeunes de – de 18 ans et femmes enceintes : interdiction si T° < O ° C

– Ration alimentaire ↑ (lipides, glucides,vit C) ) boissons↑ car sécheresse de l’air

CONCLUSION

• Plainte → repérer objectivement la classe d’ambiance thermique → WBGT → inconfort ou situation de contrainte thermique

• Situation d’inconfort (pas de risque santé ) → paramètres ambiance thermique pourront être évalué

• Situation de contrainte thermique (risque santé) → indice simple : Fc (pertinence entre dtbu et EPCT)

• Seuil de 20 bpm d’EPCT si durée d’exposition < 60 min• Durée d’exposition > 60 min → mesure astreinte sudorale

(pesée) en complément de celle de l’astreinte thermostatique

• Pour prévention technique : ISR car évalue l’origine du risque

CAS CLINIQUES

CAS CLINIQUE N° 1

• Une femme de 35 ans consulte en médecine du travail pour aggravation de sa maladie de Raynaud idiopathique à son poste de travail…….

HISTOIRE DE LA MALADIE

• En effet depuis quelques mois les

épisodes syncopales se sont aggravées …….

ANTECEDENTS

• Ses antécédents sont marqués par une

maladie de Raynaud idiopathique.

• Elle ne prend aucun médicament, et elle ne

fume pas.

Son poste de travail ?

• Elle est secrétaire…..

• Elle travaille dans une pièce mal chauffée

(16 à 18 ° ), elle doit porter des gants pour taper sur le clavier de son ordinateur.

RECOMMANDATIONS

• Chauffer davantage la pièce.

• Elle doit éviter l’exposition au froid et se protéger par des vêtements chauds.

• Un transfert dans une pièce mieux chauffée est demandé.

CAS CLINIQUE N ° 2

• En mars 1996 (été austral à la Réunion), un homme de 35 ans, couvreur, présente une perte de connaissance brutale sur les lieux de son travail (toiture plate).

HISTOIRE DE LA MALADIE

• A la prise en charge, le SAMU note des

convulsions généralisées,

un collapsus cardio-vasculaire,

une température supérieure à 42 °C.

HISTOIRE DE LA MALADIE

• En réanimation : diagnostic de coup de chaleur porté. • A l’examen :

- score de Glasgow égal à 3, - collapsus cardio-vasculaire, - oligo-anurie , - hémorragies diffuses, phlyctènes

dorsales, - téguments secs et gris.

• La TDM cérébrale est normale.

HISTOIRE DE LA MALADIE

• Le bilan biologique objective :

- un ionogramme normal,

- une insuffisance rénale,

- une cytolyse hépatique,des troubles de

la coagulation majeurs.

HISTOIRE DE LA MALADIE

• Le traitement associe : - ventilation,- refroidissement par hémofiltration

continue, glaçage, - Dantrolène, - transfusion de fibrinogène, de PFC, - remplissage vasculaire et amines vasopressives

HISTOIRE DE LA MALADIE

• Le décès survient à H4 dans un

tableau de faillite multiviscérale

RECOMMANDATONS• En milieu tropical, l’activité physique même modérée,

expose l’individu non acclimaté,au coup de chaleur

• La phase d’acclimatation au climat tropical

(7 à 14 jours ) doit être respectée :

- boissons abondantes, abstention de boissons

alcoolisées,

- port de vêtements amples et coiffure,

- montée en charge progressive des activités

physiques, sous peine d’accident grave.

MERCI

DE VOTRE ATTENTION