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)

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

APPLICATION Vêtements 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