ambiance thermqiue 7
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DIPLÔMEDIPLÔME D’D’ERGONOMIEERGONOMIE ET DEET DE PHYSIOLOGIEPHYSIOLOGIE DUDU TRAVAILTRAVAIL
Unité d’Ergonomie
Faculté de MédecinePitié-Salpêtrière
Directeur du diplômeDocteur
Bronislaw KAPITANIAK
DIPLÔME DIPLÔME D’D’ERGONOMIE ERGONOMIE ET DEET DE PHYSIOLOGIE PHYSIOLOGIE DU DU TRAVAILTRAVAIL
option 2option 2Ergonomie de l’ambiance physique et psychosocialeErgonomie de l’ambiance physique et psychosociale
p
91, bd de l’Hôpital75 634 Paris cedex 13
www.ergonomie.chups.jussieu.fr
ambiance thermique ambiance thermique 77
effets de chaleur sur l’hommeeffets de chaleur sur l’homme
effets psychoeffets psycho--sensorisensori--moteursmoteursp yp y
moyens de protectionmoyens de protection
2
19% 19% de salariés en France exposés de salariés en France exposés
aux nuisances thermiquesaux nuisances thermiques
tolérance à la chaleurtolérance à la chaleurâge avancéâge avancéobésitéobésitéconsommation d’alcoolconsommation d’alcoolf ibl ité h if ibl ité h ifaible capacité physiquefaible capacité physiqueabsence d’acclimatement absence d’acclimatement convalescenceconvalescencemédicamentsmédicaments
diurétiquesdiurétiquespsychotropespsychotropesantiallergiquesantiallergiques
pathologiespathologiesfièvrefièvremaladies endocryniennesmaladies endocryniennesdiabètediabète
3
effets pathologiqueseffets pathologiques
syncope (tsyncope (trere > 39> 39°°C)C)
déficit hydrique (> 5% volemie)déficit hydrique (> 5% volemie)
érythème dû à la chaleur érythème dû à la chaleur
crampes de chaleur (5 crampes de chaleur (5 –– 10 heures)10 heures)
déficit sodique (3déficit sodique (3 5 jours)5 jours)déficit sodique (3 déficit sodique (3 –– 5 jours)5 jours)
brûlures (tbrûlures (tsksk > 48 > 48 °°C)C)
coup de chaleur (tcoup de chaleur (trere > 41> 41°°C)C)
8 sujets8 sujetsen régime hyper et hypoen régime hyper et hypo--sodésodé
en gris exposition à la chaleur
R - ingestion d’un repas
4
impact de la chaleur sur la performance cognitiveimpact de la chaleur sur la performance cognitive
distribution des débits locaux
débit cardiaque
muscles
viscères
peau
ff t i t 43°
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000
cerveau
muscles effort intense 43°effort intense 25°repos 43°repos 25°
J.P.MEYER 1999
5
glandes sudoriparesglandes sudoripares1,6 1,6 -- 4 millions4 millions
densitédensitédos 64 / cm2 de la peaufront 181 / cm2 de la peaupied 620 / cm2 de la peau
évaporation d’11 ml = 2,52,5 kJ
perspiration insensible 600 - 800 ml / jour = 1700 kJ
évaporationévaporationEE
é ti d 1 d’ à t é t d 35°Cévaporation de 1 g d’eau à une température de 35°C
absorbe 2,5 kJ = 0,674 Wh = 0,585 kcal
Emax = he (Pa - Ps,sk )
où :EEmaxmax = évaporation maximale permise par l’ambiancehhee = coefficient d’évaporation (W m-2 kPa-1)PPaa = pression de vapeur d’eau ambiante (kPa)PPs,sks,sk = pression saturante de vapeur d’eau cutanée (kPa)
6
débit sudoralml/h
limites d’efficacité de la thermorégulationlimites d’efficacité de la thermorégulation
200
300
400
500
100
relation entre volémie et température internerelation entre volémie et température interneΔtint
en °C
perte hydrique en % du poids corporel
7
°C b/min l/h1 2 3
acclimatement à la chaleuracclimatement à la chaleur
jours
acclimatement à la chaleuracclimatement à la chaleur
24 sujetstravaillant 110 minà ttaa = 49°C HRHR = 20%
9 jours de suite9 jours de suite
Pandolf 1977
8
adaptation à la chaleur au cours d’un travail à 50% VOadaptation à la chaleur au cours d’un travail à 50% VO22maxmax
Δtre
Δtbody
25°C30°C
body
Δpoids
Eres
Esk
sruissel
ηsw
Grucza 1987
9
débit sudoralWm-2
exposition à 40exposition à 40°°C et 30% HR C et 30% HR
femmeshommes
temps min
Grucza 1995
tre °C
exposition à 40exposition à 40°°C et 30% HR C et 30% HR
tsk °C
femmes E
hommes
femmes L
femmes E
temps minGrucza 1995
10
exercice 50% VOexercice 50% VO22max à 28 et 37max à 28 et 37°°CC°C
37°C
37°C
28°C
Δtsk Δtre
28°C
Grucza 1996
FRc/min
FCb/min
37°C
28°C
37°C
28°CVT
l
VE
SVml
CO
37°C
28°C37°C
28°C
VEl/min l/min
37°C
28°C 37°C
28°C
Grucza 1996
11
surhydratationsurhydratation
i d 45 iexercice de 45 min50%VO2maxambiance neutrehommes
hydratation normalesurhydratation
Grucza 1987
déshydratationdéshydratation
♀
expositionà 40°C60 min au repos
♂
hydratation normaledéshydratation
♂
Grucza 1987
12
tre°C
effet d’hydratation sur le travail à la chaleureffet d’hydratation sur le travail à la chaleur
A - privé d’eauB - buvant à volontéC - buvant la quantité perdue
38,5
39
temps h
38
1 2 3 4 65Pitts 1944
calcul des extrapulsations cardiaquescalcul des extrapulsations cardiaquesd’origine motrice (PCM) et thermique (PCT) d’origine motrice (PCM) et thermique (PCT)
FC b/min
PCM
∑PCM
PCT∑PCT
FCrP1P2P3P4P5
P4
temps1 2 3 4 5
PCTPCT = (P3 + P4 + P5) / 3 - FCr
PCMPCM = (P1 + P2 – P3) - (P3 + P4 + P5) / 3Vogt 1975
13
coût cardiaque de travailcoût cardiaque de travailCCCCtt
CCCCtt = a W + b Δtre + c(tre - tsk - 4)
CCCCtt= coût cardiaque de travailWW = puissance mécanique d’exerciceΔΔttrere = augmentation de la température rectalettsksk = température cutanée moyenneaa = coefficient d’action de W (en moyen = 0,4 bpm/W)bb = coefficient d’action de Tre (en moyen = 21 bpm/°C)cc = coefficient d’action de Tre-Tsk (en moyen = -3 bpm/°C)
°C 210 W
augmentation de la température interneaugmentation de la température internependant l’effortpendant l’effort
180 W
120 W
90 W
60 W
min
14
°C
déclenchement de la sudationdéclenchement de la sudation (sujet au repos)(sujet au repos)
ta
t
ΔP (g/h)
tre
tsk
temps (min)
débit sudoral
astreinte thermique
zone neutrezone neutre tolérable tolérable chaude chaude intolérableintolérable
fréquence cardiaque
contrainte thermique chaude
température interne
15
nombred’erreurspar heure
vigilance des opérateurs Morse en fonction de l’ambiancevigilance des opérateurs Morse en fonction de l’ambiance
A - 3 les meilleursopérateurs
ta
B - 5 opérateursmoyens
C - 3 mauvaisopérateurs
incidence de la température sur l’agressivitéincidence de la température sur l’agressivité
45
40
fréquence d’émeutes(x104)
15
20
25
35
30
40
température moyenne en °C0-2
15
10
5
27-2921-24
16-1810-13
5-732-35
38-410
(-17)-(-15)(-11)-(-9)
(-6)-(-4)
16
25°C43°C
140
160
180
200
60
80
100
120
1,8 2,1 2,7 3 VO2 (l/min)FC SV Q FC SV Q FC SV Q FC SV Q
0
20
40
température radiante de parois °C
diagramme de WEBBdiagramme de WEBBindiquant la tolérance limité par la douleurindiquant la tolérance limité par la douleur
250
150
200
250
100
temps de tolérance en min2
100
50
1210864 14 16
17
moyens de protectionmoyens de protectionadaptation vestimentaireadaptation vestimentaire
apport hydrique adéquatapport hydrique adéquat
réduction du métabolismeréduction du métabolisme
utilisation d’écrans antiradiationutilisation d’écrans antiradiation
éloignement de la sourceéloignement de la sourceéloignement de la sourceéloignement de la source
limitation du temps d’expositionlimitation du temps d’exposition