Afin de survivre et de travailler dans des conditions plus froides ou plus chaudes, un climat chaud à la surface de la peau doit être fourni au moyen de vêtements ainsi que d'un chauffage ou d'un refroidissement artificiel. Une compréhension des mécanismes d'échange de chaleur à travers les vêtements est nécessaire pour concevoir les ensembles vestimentaires les plus efficaces pour le travail à des températures extrêmes.

Mécanismes de transfert de chaleur des vêtements

La nature de l'isolation des vêtements

Le transfert de chaleur à travers les vêtements, ou à l'inverse l'isolation des vêtements, dépend en grande partie de l'air emprisonné dans et sur les vêtements. Les vêtements sont constitués, en première approximation, de tout type de matériau offrant une adhérence aux couches d'air. Cette affirmation est approximative car certaines propriétés des matériaux sont toujours pertinentes. Celles-ci concernent la construction mécanique des tissus (par exemple, la résistance au vent et la capacité des fibres à supporter des tissus épais), et les propriétés intrinsèques des fibres (par exemple, l'absorption et la réflexion du rayonnement thermique, l'absorption de la vapeur d'eau, l'évacuation de la transpiration ). Pour des conditions environnementales pas trop extrêmes, les mérites des différents types de fibres sont souvent surestimés.

Couches d'air et mouvement de l'air

L'idée que c'est l'air, et en particulier l'air immobile, qui fournit l'isolation, suggère que des couches d'air épaisses sont bénéfiques pour l'isolation. C'est vrai, mais l'épaisseur des couches d'air est physiquement limitée. Les couches d'air se forment par adhésion de molécules de gaz à n'importe quelle surface, par cohésion d'une seconde couche de molécules à la première, etc. Cependant, les forces de liaison entre les couches suivantes sont de moins en moins importantes, avec pour conséquence que les molécules externes sont déplacées par des mouvements d'air externes même minuscules. Dans un air calme, les couches d'air peuvent avoir une épaisseur allant jusqu'à 12 mm, mais avec un mouvement d'air vigoureux, comme dans une tempête, l'épaisseur diminue à moins de 1 mm. En général, il existe une relation racine carrée entre l'épaisseur et le mouvement de l'air (voir "Formules et définitions"). La fonction exacte dépend de la taille et de la forme de la surface.

Conduction thermique de l'air immobile et en mouvement

L'air immobile agit comme une couche isolante avec une conductivité constante, quelle que soit la forme du matériau. La perturbation des couches d'air entraîne une perte d'épaisseur effective; cela comprend les perturbations non seulement dues au vent, mais également dues aux mouvements du porteur du vêtement - déplacement du corps (un composant du vent) et mouvements des parties du corps. La convection naturelle ajoute à cet effet. Pour un graphique montrant l'effet de la vitesse de l'air sur la capacité isolante d'une couche d'air, voir la figure 1.

Figure 1. Effet de la vitesse de l'air sur la capacité isolante d'une couche d'air.

Transfert de chaleur par rayonnement

Le rayonnement est un autre mécanisme important de transfert de chaleur. Chaque surface émet de la chaleur et absorbe la chaleur émise par d'autres surfaces. Le flux de chaleur rayonnante est approximativement proportionnel à la différence de température entre les deux surfaces d'échange. Une couche de vêtements entre les surfaces interférera avec le transfert de chaleur radiative en interceptant le flux d'énergie ; le vêtement atteindra une température qui est à peu près la moyenne des températures des deux surfaces, coupant la différence de température entre elles en deux, et donc le flux radiant est diminué d'un facteur deux. Lorsque le nombre de couches d'interception augmente, le taux de transfert de chaleur diminue.

Les couches multiples sont ainsi efficaces pour réduire le transfert de chaleur rayonnante. Dans les molletons et les molletons de fibres, le rayonnement est intercepté par des fibres distribuées plutôt que par une couche de tissu. La densité du matériau fibreux (ou plutôt la surface totale du matériau fibreux par volume de tissu) est un paramètre critique pour le transfert de rayonnement à l'intérieur de tels voiles de fibres. Les fibres fines offrent plus de surface pour un poids donné que les fibres grossières.

Isolation en tissu

En raison des conductivités de l'air enfermé et du transfert de rayonnement, la conductivité du tissu est effectivement une constante pour les tissus de différentes épaisseurs et reliures. L'isolation thermique est donc proportionnelle à l'épaisseur.

Résistance à la vapeur de l'air et des tissus

Les couches d'air créent également une résistance à la diffusion de la sueur évaporée de la peau humide vers l'environnement. Cette résistance est à peu près proportionnelle à l'épaisseur de l'ensemble vestimentaire. Pour les tissus, la résistance à la vapeur dépend de l'air enfermé et de la densité de la construction. Dans les vrais tissus, haute densité et grande épaisseur ne font jamais bon ménage. En raison de cette limitation, il est possible d'estimer l'équivalent en air des tissus qui ne contiennent pas de films ou de revêtements (voir figure 8). Les tissus enduits ou les tissus laminés sur des films peuvent avoir une résistance à la vapeur imprévisible, qui doit être déterminée par des mesures.

Figure 2. Relation entre l'épaisseur et la résistance à la vapeur (deq) pour les tissus sans revêtements.

Des couches de tissu et d'air aux vêtements

Plusieurs couches de tissu

Certaines conclusions importantes des mécanismes de transfert de chaleur sont que les vêtements hautement isolants sont nécessairement épais, qu'une isolation élevée peut être obtenue par des ensembles de vêtements à plusieurs couches minces, qu'une coupe ample offre plus d'isolation qu'une coupe serrée et que l'isolation a une limite inférieure , fixé par la couche d'air qui adhère à la peau.

Dans les vêtements pour temps froid, il est souvent difficile d'obtenir de l'épaisseur en utilisant uniquement des tissus fins. Une solution consiste à créer des tissus épais, en montant deux tissus à coque fine sur un molleton. Le but du bâton est de créer la couche d'air et de garder l'air à l'intérieur aussi immobile que possible. Les tissus épais présentent également un inconvénient : plus les couches sont reliées, plus le vêtement devient rigide, ce qui limite les mouvements.

Variété de vêtements

L'isolation d'un ensemble vestimentaire dépend en grande partie de la conception du vêtement. Les paramètres de conception qui affectent l'isolation sont le nombre de couches, les ouvertures, l'ajustement, la distribution de l'isolation sur le corps et la peau exposée. Certaines propriétés des matériaux telles que la perméabilité à l'air, la réflectivité et les revêtements sont également importantes. De plus, le vent et l'activité modifient l'isolation. Est-il possible de donner une description adéquate des vêtements dans le but de prédire le confort et la tolérance du porteur ? Diverses tentatives ont été faites, basées sur différentes techniques. La plupart des estimations de l'isolation d'un ensemble complet ont été faites pour des conditions statiques (pas de mouvement, pas de vent) sur des ensembles intérieurs, car les données disponibles ont été obtenues à partir de mannequins thermiques (McCullough, Jones et Huck 1985). Les mesures sur des sujets humains sont laborieuses et les résultats varient considérablement. Depuis le milieu des années 1980, des mannequins mobiles fiables ont été développés et utilisés (Olesen et al. 1982 ; Nielsen, Olesen et Fanger 1985). En outre, des techniques de mesure améliorées ont permis des expériences humaines plus précises. Un problème qui n'a pas encore été complètement résolu est l'inclusion appropriée de l'évaporation de la sueur dans l'évaluation. Les mannequins qui transpirent sont rares et aucun d'entre eux n'a une distribution réaliste du taux de transpiration sur le corps. Les humains transpirent de manière réaliste, mais de manière incohérente.

Définition de l'isolation des vêtements

Isolation des vêtements (I_cl en unités de m²K/W) pour des conditions de régime permanent, sans sources de rayonnement ni condensation dans les vêtements, est défini dans « Formules et définitions ». Souvent I est exprimé dans l'unité clo (pas une unité internationale standard). Un clo équivaut à 0.155 m²K/W. L'utilisation de l'unité clo signifie implicitement qu'elle se rapporte à l'ensemble du corps et inclut donc le transfert de chaleur par les parties exposées du corps.

I est modifié par le mouvement et le vent, comme expliqué précédemment, et après correction le résultat est appelé isolation résultante. C'est un terme fréquemment utilisé mais pas généralement accepté.

Répartition des vêtements sur le corps

Le transfert de chaleur total du corps comprend la chaleur qui est transférée par la peau exposée (généralement la tête et les mains) et la chaleur qui traverse les vêtements. Isolation intrinsèque (voir "Formules et définitions") est calculé sur la surface totale de la peau, pas seulement sur la partie couverte. La peau exposée transfère plus de chaleur que la peau couverte et a donc une profonde influence sur l'isolation intrinsèque. Cet effet est renforcé par l'augmentation de la vitesse du vent. La figure 3 montre comment l'isolation intrinsèque diminue successivement en raison de la courbure des formes du corps (couches externes moins efficaces que l'intérieur), des parties du corps exposées (voie supplémentaire de transfert de chaleur) et de l'augmentation de la vitesse du vent (moins d'isolation, en particulier pour la peau exposée) (Lotens 1989). Pour les ensembles épais, la réduction de l'isolation est dramatique.

Figure 3. Isolation intrinsèque, car elle est influencée par la courbure du corps, la peau nue et la vitesse du vent.

Épaisseur et couverture typiques de l'ensemble

Apparemment, l'épaisseur de l'isolant et la couverture de la peau sont des déterminants importants de la perte de chaleur. Dans la vraie vie, les deux sont corrélés dans le sens où les vêtements d'hiver sont non seulement plus épais, mais couvrent également une plus grande proportion du corps que les vêtements d'été. La figure 4 montre comment ces effets se traduisent ensemble par une relation presque linéaire entre l'épaisseur du vêtement (exprimée en volume de matériau isolant par unité de surface de vêtement) et l'isolation (Lotens 1989). La limite inférieure est fixée par l'isolation de l'air adjacent et la limite supérieure par l'utilisabilité du vêtement. Une distribution uniforme peut fournir la meilleure isolation par temps froid, mais il n'est pas pratique d'avoir beaucoup de poids et de volume sur les membres. L'accent est donc souvent mis sur le tronc, et la sensibilité de la peau locale au froid est adaptée à cette pratique. Les membres jouent un rôle important dans le contrôle de l'équilibre thermique humain, et une isolation élevée des membres limite l'efficacité de cette régulation.

Figure 4. Isolation totale résultant de l'épaisseur et de la répartition des vêtements sur le corps.

Aération des vêtements

Les couches d'air emprisonnées dans l'ensemble vestimentaire sont soumises au mouvement et au vent, mais à un degré différent de celui de la couche d'air adjacente. Le vent crée une ventilation dans les vêtements, à la fois lorsque l'air pénètre dans le tissu et en passant à travers les ouvertures, tandis que le mouvement augmente la circulation interne. Havenith, Heus et Lotens (1990) ont constaté qu'à l'intérieur des vêtements, le mouvement est un facteur plus important que dans la couche d'air adjacente. Cette conclusion dépend cependant de la perméabilité à l'air du tissu. Pour les tissus très perméables à l'air, la ventilation par le vent est importante. Lotens (1993) a montré que la ventilation peut être exprimée en fonction de la vitesse effective du vent et de la perméabilité à l'air.

Estimations de l'isolation des vêtements et de la résistance à la vapeur

Estimations physiques de l'isolation des vêtements

L'épaisseur d'un ensemble vestimentaire donne une première estimation de l'isolation. La conductivité typique d'un ensemble est de 0.08 W/mK. A une épaisseur moyenne de 20 mm, cela se traduit par une I_cl de 0.25m²K/W, soit 1.6 clo. Cependant, les pièces amples, comme les pantalons ou les manches, ont une conductivité beaucoup plus élevée, plus de l'ordre de 0.15, alors que les couches de vêtements serrées ont une conductivité de 0.04, le fameux 4 clo par pouce rapporté par Burton et Edholm (1955 ).

Estimations à partir de tableaux

D'autres méthodes utilisent des valeurs de table pour les articles vestimentaires. Ces éléments ont été préalablement mesurés sur un mannequin. Un ensemble sous enquête doit être séparé en ses composants, et ceux-ci doivent être recherchés dans le tableau. Faire un choix incorrect du vêtement tabulé le plus similaire peut entraîner des erreurs. Afin d'obtenir l'isolation intrinsèque de l'ensemble, les valeurs d'isolation individuelles doivent être mises dans une équation de sommation (McCullough, Jones et Huck 1985).

Facteur de surface des vêtements

Pour calculer l'isolation totale, f_cl doit être estimé (voir "Formules et définitions"). Une estimation expérimentale pratique consiste à mesurer la surface des vêtements, à apporter des corrections pour les parties qui se chevauchent et à diviser par la surface totale de la peau (DuBois et DuBois 1916). D'autres estimations tirées de diverses études montrent que f_cl augmente linéairement avec l'isolation intrinsèque.

Estimation de la résistance à la vapeur

Pour un ensemble vestimentaire, la résistance à la vapeur est la somme de la résistance des couches d'air et des couches de vêtements. Habituellement, le nombre de couches varie sur le corps et la meilleure estimation est la moyenne pondérée en fonction de la surface, y compris la peau exposée.

Résistance relative à la vapeur

La résistance à l'évaporation est moins fréquemment utilisée que I, car peu de mesures de C_cl (ou P_cl) sont disponibles. Woodcock (1962) a évité ce problème en définissant l'indice de perméabilité à la vapeur d'eau i_m comme le rapport de I et R, rapportée au même rapport pour une seule couche d'air (ce dernier rapport est quasi constant et connu sous le nom de constante psychrométrique S, 0.0165 K/Pa, 2.34 Km³/g ou 2.2 K/torr); i_m= I/(RS). Valeurs typiques pour i_m pour les vêtements non enduits, déterminés sur des mannequins, sont de 0.3 à 0.4 (McCullough, Jones et Tamura 1989). Valeurs pour i_m pour les composites de tissu et leur air adjacent peuvent être mesurés relativement simplement sur un appareil à plaque chauffante humide, mais la valeur dépend en fait du débit d'air sur l'appareil et de la réflectivité de l'armoire dans laquelle il est monté. Extrapolation du rapport de R et I pour les humains habillés, des mesures sur les tissus aux ensembles vestimentaires (DIN 7943-2 1992) est parfois tentée. C'est une question techniquement compliquée. Une des raisons est que R n'est proportionnel qu'à la partie convective de I, de sorte que des corrections soigneuses doivent être faites pour le transfert de chaleur radiatif. Une autre raison est que l'air emprisonné entre les composites de tissus et les ensembles de vêtements peut être différent. En fait, la diffusion de vapeur et le transfert de chaleur peuvent être mieux traités séparément.

Estimations par modèles articulés

Des modèles plus sophistiqués sont disponibles pour calculer l'isolation et la résistance à la vapeur d'eau que les méthodes expliquées ci-dessus. Ces modèles calculent l'isolation locale sur la base de lois physiques pour un certain nombre de parties du corps et les intègrent à l'isolation intrinsèque pour l'ensemble de la forme humaine. A cet effet, la forme humaine est approximée par des cylindres (figure ). Le modèle de McCullough, Jones et Tamura (1989) nécessite des données vestimentaires pour toutes les couches de l'ensemble, spécifiées par segment corporel. Le modèle CLOMAN de Lotens et Havenith (1991) nécessite moins de valeurs d'entrée. Ces modèles ont une précision similaire, qui est meilleure que toutes les autres méthodes mentionnées, à l'exception de la détermination expérimentale. Malheureusement et inévitablement, les modèles sont plus complexes que ce qui serait souhaitable dans une norme largement acceptée.

Figure 5. Articulation de forme humaine en cylindres.

Effet de l'activité et du vent

Lotens et Havenith (1991) proposent également des modifications, basées sur les données de la littérature, de l'isolation et de la résistance à la vapeur dues à l'activité et au vent. L'isolation est plus faible en position assise qu'en position debout, et cet effet est plus important pour les vêtements très isolants. Cependant, le mouvement diminue l'isolation plus que la posture, selon la vigueur des mouvements. Pendant la marche, les bras et les jambes bougent, et la réduction est plus importante que pendant le cyclisme, lorsque seules les jambes bougent. Dans ce cas également, la réduction est plus importante pour les ensembles de vêtements épais. Le vent diminue le plus l'isolation pour les vêtements légers et moins pour les vêtements lourds. Cet effet peut être lié à la perméabilité à l'air du tissu de la coque, qui est généralement inférieure pour les vêtements pour temps froid.

La figure 8 montre certains effets typiques du vent et du mouvement sur la résistance à la vapeur des vêtements de pluie. Il n'y a pas d'accord définitif dans la littérature sur l'ampleur du mouvement ou des effets du vent. L'importance de ce sujet est soulignée par le fait que certaines normes, telles que l'ISO 7730 (1994), exigent l'isolation résultante comme entrée lorsqu'elle est appliquée aux personnes actives ou aux personnes exposées à un mouvement d'air important. Cette exigence est souvent négligée.

Figure 6. Diminution de la résistance à la vapeur avec le vent et la marche pour divers vêtements de pluie.

Gestion de l'humidité

Effets de l'absorption d'humidité

Lorsque les tissus peuvent absorber la vapeur d'eau, comme le font la plupart des fibres naturelles, les vêtements fonctionnent comme un tampon pour la vapeur. Cela modifie le transfert de chaleur lors des transitoires d'un environnement à un autre. Lorsqu'une personne portant des vêtements non absorbants passe d'un environnement sec à un environnement humide, l'évaporation de la sueur diminue brusquement. Dans les vêtements hygroscopiques, le tissu absorbe la vapeur et le changement d'évaporation n'est que progressif. En même temps, le processus d'absorption libère de la chaleur dans le tissu, augmentant sa température. Cela réduit le transfert de chaleur sèche de la peau. En première approximation, les deux effets s'annulent, laissant le transfert de chaleur total inchangé. La différence avec les vêtements non hygroscopiques est le changement plus progressif de l'évaporation de la peau, avec moins de risque d'accumulation de sueur.

Capacité d'absorption de vapeur

La capacité d'absorption du tissu dépend du type de fibre et de la masse du tissu. La masse absorbée est à peu près proportionnelle à l'humidité relative, mais elle est supérieure à 90 %. La capacité d'absorption (appelée reconquérir) est exprimée comme la quantité de vapeur d'eau absorbée dans 100 g de fibres sèches à une humidité relative de 65 %. Les tissus peuvent être classés comme suit :

• faible absorption—acrylique, polyester (1 à 2 g pour 100 g)
• absorption intermédiaire—nylon, coton, acétate (6 à 9 g pour 100 g)
• haute absorption—soie, lin, chanvre, rayonne, jute, laine (11 à 15 g pour 100 g).

Absorption d'eau

La rétention d'eau dans les tissus, souvent confondue avec l'absorption de vapeur, obéit à des règles différentes. L'eau libre est faiblement liée au tissu et se répand bien latéralement le long des capillaires. C'est ce qu'on appelle la mèche. Le transfert de liquide d'une couche à l'autre n'a lieu que pour les tissus humides et sous pression. Les vêtements peuvent être mouillés par la sueur non évaporée (superflue) qui est absorbée par la peau. La teneur en liquide du tissu peut être élevée et son évaporation ultérieure constituer une menace pour le bilan thermique. Cela se produit généralement pendant le repos après un travail acharné et est connu sous le nom de après refroidissement. La capacité des tissus à retenir les liquides est davantage liée à la construction du tissu qu'à la capacité d'absorption des fibres et, à des fins pratiques, elle est généralement suffisante pour absorber toute la sueur superflue.

Condensation

Les vêtements peuvent être mouillés par la condensation de la sueur évaporée sur une couche particulière. La condensation se produit si l'humidité est supérieure à ce que la température locale permet. Par temps froid ce sera souvent le cas à l'intérieur du tissu extérieur, par grand froid même dans les couches plus profondes. Là où la condensation a lieu, l'humidité s'accumule, mais la température augmente, comme c'est le cas lors de l'absorption. La différence entre la condensation et l'absorption, cependant, est que l'absorption est un processus temporaire, alors que la condensation peut se poursuivre pendant de longues périodes. Le transfert de chaleur latente pendant la condensation peut contribuer de manière très significative à la perte de chaleur, ce qui peut être souhaitable ou non. L'accumulation d'humidité est surtout un inconvénient, en raison de l'inconfort et du risque de refroidissement ultérieur. En cas de condensation abondante, le liquide peut être transporté vers la peau pour s'évaporer à nouveau. Ce cycle fonctionne comme un caloduc et peut réduire fortement l'isolation du sous-vêtement.

Simulation dynamique

Depuis le début des années 1900, de nombreuses normes et indices ont été développés pour classer les vêtements et les climats. Presque sans exception, ceux-ci ont traité d'états stables - des conditions dans lesquelles le climat et le travail ont été maintenus suffisamment longtemps pour qu'une personne développe une température corporelle constante. Ce type de travail est devenu rare, en raison de l'amélioration de la santé au travail et des conditions de travail. L'accent a été mis sur l'exposition de courte durée à des circonstances difficiles, souvent liées à la gestion des calamités dans les vêtements de protection.

Il existe donc un besoin de simulations dynamiques impliquant le transfert de chaleur des vêtements et la contrainte thermique du porteur (Gagge, Fobelets et Berglund 1986). De telles simulations peuvent être réalisées au moyen de modèles informatiques dynamiques qui s'exécutent à travers un scénario spécifié. Parmi les modèles les plus sophistiqués à ce jour en matière de vêtements, THDYN (Lotens 1993) permet une large gamme de spécifications vestimentaires et a été mis à jour pour inclure les caractéristiques individuelles de la personne simulée (figure 9). Plus de modèles peuvent être attendus. Cependant, une évaluation expérimentale approfondie est nécessaire, et l'exécution de tels modèles est le travail d'experts plutôt que d'un profane intelligent. Les modèles dynamiques basés sur la physique des transferts de chaleur et de masse incluent tous les mécanismes de transfert de chaleur et leurs interactions - absorption de vapeur, chaleur provenant de sources rayonnantes, condensation, ventilation, accumulation d'humidité, etc. - pour une large gamme d'ensembles vestimentaires, y compris civils, vêtements de travail et de protection.

Figure 7. Description générale d'un modèle thermique dynamique.

Retour

Un environnement froid est défini par des conditions qui provoquent des pertes de chaleur corporelle supérieures à la normale. Dans ce contexte, « normal » fait référence à ce que les gens vivent dans la vie quotidienne dans des conditions confortables, souvent à l'intérieur, mais cela peut varier en raison des conditions sociales, économiques ou climatiques naturelles. Aux fins de cet article, les environnements avec une température de l'air inférieure à 18 à 20 °C seraient considérés comme froids.

Le travail à froid comprend une variété d'activités industrielles et professionnelles dans différentes conditions climatiques (voir tableau 1). Dans la plupart des pays, l'industrie alimentaire exige de travailler dans des conditions froides, normalement entre 2 et 8 °C pour les aliments frais et moins de –25 °C pour les aliments surgelés. Dans de tels environnements froids artificiels, les conditions sont relativement bien définies et l'exposition est à peu près la même d'un jour à l'autre.

Tableau 1. Températures de l'air de divers environnements de travail froids

Source : modifié à partir de Holmér 1993.

Dans de nombreux pays, les changements climatiques saisonniers impliquent que les travaux extérieurs et les travaux dans des bâtiments non chauffés pendant des périodes plus ou moins longues doivent être effectués dans des conditions froides. L'exposition au froid peut varier considérablement selon les différents endroits sur terre et le type de travail (voir tableau 1). L'eau froide présente un autre danger, rencontré par les personnes engagées, par exemple, dans des travaux offshore. Cet article traite des réponses au stress dû au froid et des mesures préventives. Les méthodes d'évaluation du stress dû au froid et des limites de température acceptables selon les normes internationales récemment adoptées sont traitées ailleurs dans ce chapitre.

Stress dû au froid et travail dans le froid

Le stress dû au froid peut être présent sous de nombreuses formes différentes, affectant l'équilibre thermique de tout le corps ainsi que l'équilibre thermique local des extrémités, de la peau et des poumons. Le type et la nature du stress dû au froid sont largement décrits ailleurs dans ce chapitre. Le moyen naturel de faire face au stress dû au froid est l'action comportementale, en particulier le changement et l'ajustement des vêtements. Une protection suffisante empêche le refroidissement. Cependant, la protection elle-même peut provoquer des effets indésirables indésirables. Le problème est illustré sur la figure 1.

Figure 1. Exemples d'effets du froid.

Le refroidissement de tout le corps ou de certaines parties du corps entraîne une gêne, une altération des fonctions sensorielles et neuromusculaires et, en fin de compte, une blessure due au froid. L'inconfort dû au froid a tendance à stimuler fortement l'action comportementale, réduisant ou éliminant l'effet. La prévention du refroidissement par le port de vêtements, de chaussures, de gants et d'un couvre-chef de protection contre le froid nuit à la mobilité et à la dextérité du travailleur. Il y a un « coût de protection » dans le sens où les mouvements et les mouvements deviennent restreints et plus épuisants. Le besoin continu d'ajustement de l'équipement pour maintenir un haut niveau de protection exige de l'attention et du jugement, et peut compromettre des facteurs tels que la vigilance et le temps de réaction. L'un des objectifs les plus importants de la recherche en ergonomie est l'amélioration de la fonctionnalité des vêtements tout en maintenant une protection contre le froid.

En conséquence, les effets du travail dans le froid doivent être divisés en :

• effets du refroidissement des tissus

• effets des mesures de protection (« coût de la protection »).

Lors d'une exposition au froid, des mesures comportementales réduisent l'effet de refroidissement et, à terme, permettent le maintien d'un équilibre thermique et d'un confort normaux. Des mesures insuffisantes évoquent des réactions thermorégulatrices physiologiquement compensatoires (vasoconstriction et frissons). L'action combinée des ajustements comportementaux et physiologiques détermine l'effet résultant d'un stress froid donné.

Dans les sections suivantes, ces effets seront décrits. Ils sont divisés en effets aigus (survenant en quelques minutes ou quelques heures), effets à long terme (jours voire années) et autres effets (non directement liés aux réactions de refroidissement per se). Le tableau 2 présente des exemples de réactions associées à la durée d'exposition au froid. Naturellement, les types de réponses et leur ampleur dépendent largement du niveau de stress. Cependant, les expositions longues (jours et plus) n'impliquent guère les niveaux extrêmes qui peuvent être atteints pendant une courte période.

Tableau 2. Durée du stress froid non compensé et réactions associées

Effets aigus du refroidissement

L'effet le plus évident et le plus direct du stress dû au froid est le refroidissement immédiat de la peau et des voies respiratoires supérieures. Les récepteurs thermiques répondent et une séquence de réactions thermorégulatrices est initiée. Le type et l'ampleur de la réaction sont déterminés principalement par le type et la sévérité du refroidissement. Comme mentionné précédemment, la vasoconstriction périphérique et les frissons sont les principaux mécanismes de défense. Les deux contribuent à préserver la chaleur corporelle et la température centrale, mais compromettent les fonctions cardiovasculaires et neuromusculaires.

Cependant, les effets psychologiques de l'exposition au froid modifient également les réactions physiologiques de manière complexe et en partie inconnue. L'environnement froid est source de distraction dans le sens où il demande un effort mental accru pour gérer les nouveaux facteurs de stress (éviter de se refroidir, prendre des mesures de protection, etc.). D'autre part, le froid provoque également l'éveil, en ce sens que l'augmentation du niveau de stress augmente l'activité nerveuse sympathique et, par conséquent, la préparation à l'action. Dans des conditions normales, les gens n'utilisent qu'une petite partie de leur capacité, préservant ainsi une grande capacité tampon pour des conditions imprévues ou exigeantes.

Perception du froid et confort thermique

La plupart des humains ressentent une sensation de neutralité thermique à une température opérative comprise entre 20 et 26 ºC lorsqu'ils effectuent un travail très léger et sédentaire (travail de bureau à 70 W/m²) dans des vêtements adaptés (valeurs d'isolation comprises entre 0.6 et 1.0 clo). Dans cet état et en l'absence de tout déséquilibre thermique local, comme le tirage, les personnes sont en confort thermique. Ces conditions sont bien documentées et spécifiées dans des normes telles que ISO 7730 (voir le chapitre Contrôle de l'environnement intérieur dans ce Encyclopédie).

La perception humaine du refroidissement est étroitement liée à l'équilibre thermique du corps entier ainsi qu'à l'équilibre thermique des tissus locaux. L'inconfort thermique dû au froid survient lorsque l'équilibre thermique du corps ne peut être maintenu en raison d'une mauvaise adéquation entre l'activité (production de chaleur métabolique) et les vêtements. Pour des températures comprises entre +10 et +30 °C, l'ampleur de « l'inconfort dû au froid » dans une population peut être prédite par l'équation de confort de Fanger, décrite dans la norme ISO 7730.

Une formule simplifiée et raisonnablement précise pour le calcul de la température thermoneutre (T) pour la personne moyenne est:

t = 33.5 – 3·I_cl – (0.08 + 0.05·I_cl) ·M

De M est la chaleur métabolique mesurée en W/m² et I_cl la valeur isolante des vêtements mesurée en clo.

L'isolation requise des vêtements (valeur clo) est supérieure à +10 ºC à celle calculée avec la méthode IREQ (valeur d'isolation requise calculée) (ISO TR 11079, 1993). La raison de cet écart est l'application de critères de « confort » différents dans les deux méthodes. L'ISO 7730 se concentre fortement sur le confort thermique et permet une transpiration considérable, tandis que l'ISO TR 11079 ne permet que de "contrôler" la transpiration à des niveaux minimaux - une nécessité dans le froid. La figure 2 illustre la relation entre l'isolation des vêtements, le niveau d'activité (production de chaleur) et la température de l'air selon l'équation ci-dessus et la méthode IREQ. Les zones remplies doivent représenter la variation attendue de l'isolation requise des vêtements en raison des différents niveaux de « confort ».

Figure 2. Température optimale pour le "confort" thermique en fonction des vêtements et du niveau d'activité ().

Les informations de la figure 2 ne sont qu'un guide pour établir des conditions thermiques intérieures optimales. Il existe des variations individuelles considérables dans la perception du confort thermique et de l'inconfort dû au froid. Cette variation provient de différences dans les habitudes vestimentaires et d'activité, mais les préférences subjectives et l'accoutumance y contribuent également.

En particulier, les personnes engagées dans des activités sédentaires très légères deviennent de plus en plus sensibles au refroidissement local lorsque la température de l'air descend en dessous de 20 à 22 ºC. Dans de telles conditions, la vitesse de l'air doit être maintenue faible (inférieure à 0.2 m/s) et des vêtements isolants supplémentaires doivent être choisis pour couvrir les parties sensibles du corps (par exemple, la tête, le cou, le dos et les chevilles). Le travail assis à des températures inférieures à 20 °C nécessite un siège et un dossier isolés pour réduire le refroidissement local dû à la compression des vêtements.

Lorsque la température ambiante descend en dessous de 10°C, le concept de confort devient plus difficile à appliquer. Les asymétries thermiques deviennent « normales » (par exemple, visage froid et inhalation d'air froid). Malgré un équilibre thermique corporel optimal, de telles asymétries peuvent être ressenties comme inconfortables et nécessiter une chaleur supplémentaire pour être éliminées. Le confort thermique dans le froid, contrairement aux conditions intérieures normales, est susceptible de coïncider avec une légère sensation de chaleur. Il convient de s'en souvenir lors de l'évaluation du stress dû au froid à l'aide de l'indice IREQ.

Performance

L'exposition au froid et les réactions comportementales et physiologiques associées ont un impact sur les performances humaines à différents niveaux de complexité. Le tableau 3 présente un aperçu schématique des différents types d'effets sur les performances qui peuvent être anticipés avec une exposition au froid doux et extrême.

Tableau 3. Indication des effets anticipés d'une exposition au froid léger et sévère

0 indique aucun effet ; – indique une déficience ; – – indique une forte déficience ; 0 – indique un résultat contradictoire.

Une exposition légère dans ce contexte implique un refroidissement nul ou négligeable du corps et un refroidissement modéré de la peau et des extrémités. Une exposition sévère entraîne un bilan thermique négatif, une baisse de la température centrale et une baisse prononcée concomitante de la température des extrémités.

Les caractéristiques physiques d'une exposition au froid léger et sévère dépendent beaucoup de l'équilibre entre la production de chaleur corporelle interne (résultant d'un travail physique) et les pertes de chaleur. Les vêtements de protection et les conditions climatiques ambiantes déterminent la quantité de perte de chaleur.

Comme mentionné précédemment, l'exposition au froid provoque une distraction et un refroidissement (figure 1). Les deux ont un impact sur les performances, bien que l'ampleur de l'impact varie selon le type de tâche.

Le comportement et la fonction mentale sont plus sensibles à l'effet de distraction, tandis que les performances physiques sont plus affectées par le refroidissement. L'interaction complexe des réponses physiologiques et psychologiques (distraction, excitation) à l'exposition au froid n'est pas entièrement comprise et nécessite des travaux de recherche supplémentaires.

Le tableau 4 indique les relations rapportées entre la performance physique et les températures du corps. On suppose que les performances physiques dépendent fortement de la température des tissus et se détériorent lorsque la température des tissus vitaux et des parties d'organes chute. En règle générale, la dextérité manuelle dépend de manière critique de la température des doigts et de la main, ainsi que de la température musculaire du coup droit. L'activité musculaire globale est peu affectée par la température de surface locale, mais très sensible à la température musculaire. Étant donné que certaines de ces températures sont liées les unes aux autres (par exemple, la température centrale et musculaire), il est difficile de déterminer des relations directes.

Tableau 4. Importance de la température des tissus corporels pour la performance physique humaine

0 indique aucun effet ; – indique une déficience avec une température abaissée; – – indique une forte déficience ; 0 – indique des résultats contradictoires ; (–) indique un effet mineur possible.

L'aperçu des effets sur la performance dans les tableaux 3 et 4 est par nécessité très schématique. L'information devrait servir de signal d'action, où l'action signifie une évaluation détaillée des conditions ou la mise en œuvre de mesures préventives.

Un facteur important contribuant à la diminution des performances est le temps d'exposition. Plus l'exposition au froid est longue, plus l'effet sur les tissus profonds et la fonction neuromusculaire est important. D'autre part, des facteurs tels que l'accoutumance et l'expérience modifient les effets néfastes et restaurent une partie de la capacité de performance.

Performances manuelles

La fonction de la main est très sensible à l'exposition au froid. En raison de leur petite masse et de leur grande surface, les mains et les doigts perdent beaucoup de chaleur tout en maintenant des températures élevées des tissus (30 à 35 ºC). En conséquence, de telles températures élevées ne peuvent être maintenues qu'avec un niveau élevé de production de chaleur interne, permettant un flux sanguin élevé et soutenu vers les extrémités.

La perte de chaleur des mains peut être réduite par temps froid en portant des gants appropriés. Cependant, un bon vêtement pour le temps froid est synonyme d'épaisseur et de volume, et, par conséquent, de dextérité et de fonction manuelle réduites. Par conséquent, les performances manuelles dans le froid ne peuvent être préservées par des mesures passives. Au mieux, la baisse des performances peut être limitée grâce à un compromis équilibré entre le choix du vêtement fonctionnel, le comportement au travail et le schéma d'exposition.

La fonction de la main et des doigts dépend beaucoup de la température locale des tissus (figure 3). Les mouvements fins, délicats et rapides des doigts se détériorent lorsque la température des tissus baisse de quelques degrés. Avec un refroidissement plus profond et une chute de température, les fonctions manuelles grossières sont également altérées. Une altération significative de la fonction de la main est observée à des températures cutanées d'environ 15 ºC, et des altérations graves se produisent à des températures cutanées d'environ 6 à 8 ºC en raison du blocage de la fonction des récepteurs sensoriels et thermiques de la peau. Selon les exigences de la tâche, il peut être nécessaire de mesurer la température cutanée à plusieurs endroits sur la main et les doigts. La température du bout des doigts peut être inférieure de plus de dix degrés à celle du dos de la main dans certaines conditions d'exposition.

Figure 3. Relation entre la dextérité des doigts et la température cutanée des doigts.

La figure 4 indique les températures critiques pour différents types d'effets sur la fonction manuelle.

Figure 4. Estimation des effets bruts sur les performances manuelles à différents niveaux de température main/doigt.

Performance neuro-musculaire

Il ressort des figures 3 et 4 qu'il existe un effet prononcé du froid sur la fonction et la performance musculaires. Le refroidissement des tissus musculaires réduit le flux sanguin et ralentit les processus neuronaux tels que la transmission des signaux nerveux et la fonction synaptique. De plus, la viscosité des tissus augmente, ce qui entraîne une friction interne plus élevée pendant le mouvement.

La production de force isométrique est réduite de 2 % par ºC de température musculaire réduite. La production de force dynamique est réduite de 2 à 4 % par ºC de température musculaire abaissée. En d'autres termes, le refroidissement réduit la production de force des muscles et a un effet encore plus important sur les contractions dynamiques.

Capacité de travail physique

Comme mentionné précédemment, les performances musculaires se détériorent avec le froid. Avec une fonction musculaire altérée, il y a une altération générale de la capacité de travail physique. Un facteur contribuant à la réduction de la capacité de travail aérobie est la résistance périphérique accrue de la circulation systémique. Une vasoconstriction prononcée augmente la circulation centrale, entraînant éventuellement une diurèse froide et une pression artérielle élevée. Le refroidissement du noyau peut également avoir un effet direct sur la contractilité du muscle cardiaque.

La capacité de travail, mesurée par la capacité aérobie maximale, diminue de 5 à 6 % par ºC de température centrale abaissée. Ainsi, l'endurance peut se détériorer rapidement comme conséquence pratique de la capacité maximale abaissée et d'un besoin énergétique accru du travail musculaire.

Autres effets du froid

Températures corporelles

Lorsque la température baisse, la surface du corps est la plus touchée (et aussi la plus tolérante). La température de la peau peut tomber en dessous de 0°C en quelques secondes lorsque la peau est en contact avec des surfaces métalliques très froides. De même, la température des mains et des doigts peut diminuer de plusieurs degrés par minute dans des conditions de vasoconstriction et de mauvaise protection. A température cutanée normale, les bras et les mains sont surperfusés du fait des shunts artério-veineux périphériques. Cela crée de la chaleur et améliore la dextérité. Le refroidissement de la peau ferme ces shunts et diminue la perfusion dans les mains et les pieds d'un dixième. Les extrémités constituent 50 % de la surface corporelle et 30 % de son volume. Le retour du sang passe par les veines profondes concomitantes aux artères, réduisant ainsi les pertes de chaleur selon le principe du contre-courant.

La vasoconstriction adrénergique ne se produit pas dans la région tête-cou, ce qui doit être pris en compte dans les situations d'urgence pour prévenir l'hypothermie. Une personne tête nue peut perdre 50 % ou plus de sa production de chaleur au repos à des températures inférieures à zéro.

Un taux élevé et soutenu de perte de chaleur dans tout le corps est nécessaire pour le développement de l'hypothermie (baisse de la température centrale) (Maclean et Emslie-Smith 1977). L'équilibre entre la production de chaleur et la perte de chaleur détermine le taux de refroidissement résultant, qu'il s'agisse d'un refroidissement de tout le corps ou d'un refroidissement local d'une partie du corps. Les conditions du bilan thermique peuvent être analysées et évaluées sur la base de l'indice IREQ. Une réponse remarquable au refroidissement local des parties saillantes du corps humain (par exemple, les doigts, les orteils et les oreilles) est le phénomène de chasse (réaction de Lewis). Après une première chute à une valeur basse, la température du doigt augmente de plusieurs degrés (figure 5). Cette réaction est répétée de manière cyclique. La réponse est très locale, plus prononcée au bout du doigt qu'à la base. Il est absent de la main. La réponse sur la paume de la main reflète très probablement la variation de température du flux sanguin alimentant les doigts. La réponse peut être modifiée par des expositions répétées (amplifiée), mais est plus ou moins abolie en association avec le refroidissement de tout le corps.

Figure 5. Vasodilatation induite par le froid des vaisseaux des doigts provoquant des élévations cycliques de la température des tissus.

Le refroidissement progressif du corps entraîne un certain nombre d'effets physiologiques et mentaux. Le tableau 16 indique certaines réponses typiques associées à différents niveaux de température centrale.

Tableau 5. Réponses humaines au refroidissement : réactions indicatives à différents niveaux d'hypothermie

Coeur et circulation

Le refroidissement du front et de la tête provoque une élévation aiguë de la pression artérielle systolique et, éventuellement, une fréquence cardiaque élevée. Une réaction similaire peut être observée en mettant les mains nues dans de l'eau très froide. La réaction est de courte durée et des valeurs normales ou légèrement élevées sont atteintes après quelques secondes ou minutes.

Une perte excessive de chaleur corporelle provoque une vasoconstriction périphérique. En particulier, pendant la phase transitoire, l'augmentation de la résistance périphérique entraîne une élévation de la pression artérielle systolique et une augmentation du rythme cardiaque. Le travail cardiaque est plus important qu'il ne le serait pour des activités similaires à des températures normales, un phénomène douloureusement vécu par les personnes souffrant d'angine de poitrine.

Comme mentionné précédemment, un refroidissement plus profond des tissus ralentit généralement les processus physiologiques des cellules et des organes. Le refroidissement affaiblit le processus d'innervation et supprime les contractions cardiaques. La puissance de contraction est réduite et, en plus de l'augmentation de la résistance périphérique des vaisseaux sanguins, le débit cardiaque est réduit. Cependant, avec une hypothermie modérée et sévère, la fonction cardiovasculaire décline en relation avec la réduction générale du métabolisme.

Poumons et voies respiratoires

L'inhalation de volumes modérés d'air froid et sec présente des problèmes limités chez les personnes en bonne santé. L'air très froid peut provoquer une gêne, notamment au niveau de la respiration nasale. Des volumes de ventilation élevés d'air très froid peuvent également provoquer une micro-inflammation de la membrane muqueuse des voies respiratoires supérieures.

Avec la progression de l'hypothermie, la fonction pulmonaire est déprimée en même temps que la réduction générale du métabolisme corporel.

Aspects fonctionnels (capacité de travail)

Une exigence fondamentale pour le fonctionnement dans des environnements froids est la fourniture d'une protection suffisante contre le refroidissement. Cependant, la protection elle-même peut sérieusement interférer avec les conditions de performance. L'effet boitillant des vêtements est bien connu. Les couvre-chefs et les casques interfèrent avec la parole et la vision, et les gants altèrent la fonction manuelle. Alors que la protection est nécessaire pour préserver des conditions de travail saines et confortables, les conséquences en termes de performances altérées doivent être pleinement reconnues. Les tâches prennent plus de temps à accomplir et nécessitent plus d'efforts.

Les vêtements de protection contre le froid peuvent facilement peser de 3 à 6 kg bottes et couvre-chef compris. Ce poids alourdit la charge de travail, notamment lors de travaux ambulatoires. De plus, le frottement entre les couches des vêtements multicouches crée une résistance au mouvement. Le poids des bottes doit être maintenu bas, car le poids supplémentaire sur les jambes contribue relativement plus à la charge de travail.

L'organisation du travail, le lieu de travail et l'équipement doivent être adaptés aux exigences spécifiques d'une tâche de travail à froid. Il faut accorder plus de temps aux tâches et des pauses fréquentes pour la récupération et l'échauffement sont nécessaires. Le lieu de travail doit permettre des déplacements aisés, malgré des vêtements volumineux. De même, les équipements doivent être conçus de manière à pouvoir être actionnés avec une main gantée ou isolés dans le cas des mains nues.

Blessures dues au froid

Les blessures graves causées par l'air froid sont dans la plupart des cas évitables et ne surviennent que sporadiquement dans la vie civile. D'autre part, ces blessures sont souvent d'une importance majeure dans la guerre et dans les cataclysmes. Cependant, de nombreux travailleurs courent le risque de se blesser par le froid dans leurs activités de routine. Le travail à l'extérieur dans un climat rigoureux (comme dans les régions arctiques et subarctiques - par exemple, la pêche, l'agriculture, la construction, l'exploration gazière et pétrolière et l'élevage de rennes) ainsi que le travail à l'intérieur effectué dans des environnements froids (comme dans les industries alimentaires ou d'entreposage) peuvent tous comportent un risque de blessure par le froid.

Les blessures par le froid peuvent être systémiques ou localisées. Les lésions locales, qui précèdent le plus souvent l'hypothermie systémique, constituent deux entités cliniquement différentes : les lésions par le froid glacial (FCI) et les lésions par le froid non glacial (NFCI).

Blessures par le froid glacial

Physiopathologie

Ce type de lésion locale survient lorsque la perte de chaleur est suffisante pour permettre une véritable congélation des tissus. Outre une insulte cryogénique directe aux cellules, des dommages vasculaires avec une diminution de la perfusion et une hypoxie tissulaire contribuent aux mécanismes pathogènes.

La vasoconstriction des vaisseaux cutanés est d'une grande importance dans l'origine d'une engelure. En raison de shunts artério-veineux larges, les structures périphériques telles que les mains, les pieds, le nez et les oreilles sont surperfusées dans un environnement chaud. Seul environ un dixième du flux sanguin dans les mains, par exemple, est nécessaire pour l'oxygénation des tissus. Le reste crée de la chaleur, facilitant ainsi la dextérité. Même en l'absence de diminution de la température centrale, un refroidissement local de la peau obstrue ces shunts.

Afin de protéger la viabilité des parties périphériques des extrémités lors d'une exposition au froid, une vasodilatation intermittente induite par le froid (CIVD) a lieu. Cette vasodilatation résulte de l'ouverture des anastomoses artério-veineuses et survient toutes les 5 à 10 minutes. Le phénomène est un compromis dans le plan physiologique humain pour conserver la chaleur tout en préservant par intermittence la fonction des mains et des pieds. La vasodilatation est perçue par la personne comme des périodes de chaleur piquante. La CIVD devient moins prononcée à mesure que la température corporelle diminue. Les variations individuelles du degré de CIVD pourraient expliquer une susceptibilité différente aux lésions locales causées par le froid. Les peuples indigènes à un climat froid présentent une CIVD plus prononcée.

Contrairement à la cryoconservation des tissus vivants, où la cristallisation de la glace se produit à la fois intra- et extracellulaire, la FCI clinique, avec un taux de congélation beaucoup plus lent, ne produit que des cristaux de glace extracellulaires. Le processus est exothermique, libérant de la chaleur et, par conséquent, la température des tissus reste au point de congélation jusqu'à ce que la congélation soit complète.

Au fur et à mesure que les cristaux de glace extracellulaires se développent, les solutions extracellulaires se condensent, faisant de cet espace un milieu hyperosmolaire, ce qui entraîne une diffusion passive de l'eau du compartiment intracellulaire ; que l'eau gèle à son tour. Ce processus progresse jusqu'à ce que toute l'eau « disponible » (qui n'est pas autrement liée aux protéines, au sucre et à d'autres molécules) ait été cristallisée. La déshydratation cellulaire altère les structures protéiques, les lipides membranaires et le pH cellulaire, entraînant une destruction incompatible avec la survie cellulaire. La résistance au FCI varie selon les tissus. La peau est plus résistante que les muscles et les nerfs, par exemple, ce qui pourrait être le résultat d'une plus faible teneur en eau à la fois intra- et intercellulaire dans l'épiderme.

Le rôle des facteurs hémorhéologiques indirects a été précédemment interprété comme similaire à celui trouvé dans les blessures par le froid non glacial. Des études récentes chez l'animal ont cependant montré que la congélation provoque des lésions dans l'intima des artérioles, des veinules et des capillaires avant toute preuve de dommages aux autres éléments de la peau. Ainsi, il est évident que la partie rhéologique de la pathogenèse du FCI est également un effet cryobiologique.

Lorsqu'une engelure est réchauffée, l'eau commence à se rediffuser vers les cellules déshydratées, entraînant un gonflement intracellulaire. La décongélation induit une dilatation vasculaire maximale, créant un œdème et la formation de cloques en raison de la lésion des cellules endothéliales (couche interne de la peau). La perturbation des cellules endothéliales expose la membrane basale, qui initie les adhérences plaquettaires et démarre la cascade de coagulation. La stagnation sanguine et la thrombose suivantes induisent une anoxie.

Comme c'est la perte de chaleur de la zone exposée qui détermine le risque d'engelure, le refroidissement éolien est un facteur important à cet égard, et cela signifie non seulement le vent qui souffle mais aussi tout mouvement d'air au-delà du corps. La course à pied, le ski, le ski joering et l'équitation dans des véhicules ouverts doivent être considérés dans ce contexte. Cependant, la chair exposée ne gèlera pas tant que la température ambiante est supérieure au point de congélation, même à des vitesses de vent élevées.

La consommation d'alcool et de produits du tabac ainsi que la sous-alimentation et la fatigue sont des facteurs prédisposant à l'ICD. Une blessure par le froid antérieure augmente le risque d'ICF ultérieur, en raison d'une réponse sympathique post-traumatique anormale.

Le métal froid peut provoquer rapidement des engelures lorsqu'il est saisi à main nue. La plupart des gens en sont conscients, mais souvent ne réalisent pas le risque de manipuler des liquides sur-refroidis. L'essence refroidie à –30 °C gèlera la chair exposée presque instantanément car la perte de chaleur par évaporation est combinée à une perte par conduction. Une telle congélation rapide provoque une cristallisation extra- et intracellulaire avec destruction des membranes cellulaires principalement sur une base mécanique. Un type similaire de FCI se produit lorsque le propane liquide est renversé directement sur la peau.

Image clinique

Les blessures causées par le froid glacial sont subdivisées en gelures superficielles et profondes. La lésion superficielle est limitée à la peau et aux tissus sous-cutanés sous-jacents immédiats. Dans la plupart des cas, la blessure est localisée au nez, aux lobes des oreilles, aux doigts et aux orteils. Une douleur piquante et piquante est souvent le premier signe. La partie affectée de la peau devient pâle ou blanchâtre. Il est engourdi et s'enfoncera sous la pression, car les tissus sous-jacents sont viables et flexibles. Lorsque le FCI s'étend dans une blessure profonde, la peau devient blanche et semblable à du marbre, est dure au toucher et adhère au toucher.

Traitement

Une engelure doit être prise en charge immédiatement afin d'éviter qu'une blessure superficielle ne se transforme en profonde. Essayez de ramener la victime à l'intérieur; sinon, protégez-le du vent en l'abritant avec des camarades, un sac à vent ou tout autre moyen similaire. La zone gelée doit être décongelée par transmission passive de la chaleur d'une partie plus chaude du corps. Mettez la main chaude contre le visage et la main froide dans l'aisselle ou dans l'aine. Comme l'individu gelé est soumis à un stress dû au froid avec une vasoconstriction périphérique, un compagnon chaleureux est un bien meilleur thérapeute. Masser et frotter la partie gelée avec de la neige ou un cache-nez en laine est contre-indiqué. Un tel traitement mécanique ne ferait qu'aggraver la blessure, car le tissu est rempli de cristaux de glace. La décongélation devant un feu de camp ou un réchaud de camping ne doit pas non plus être envisagée. Cette chaleur ne pénètre pas en profondeur et, comme la zone est partiellement anesthésiée, le traitement peut même entraîner une brûlure.

Les signaux de douleur dans un pied gelé disparaissent avant que la congélation proprement dite n'ait lieu, car la conductivité nerveuse est abolie à environ + 8 ° C. Le paradoxe est que la dernière sensation que l'on éprouve est de ne rien ressentir du tout ! Dans des conditions extrêmes où l'évacuation nécessite des déplacements à pied, le dégel doit être évité. Marcher sur des pieds gelés ne semble pas augmenter le risque de perte de tissu, alors que la recongélation d'une gelure le fait au plus haut degré.

Le meilleur traitement pour une engelure est la décongélation dans de l'eau tiède à 40 à 42 ºC. La procédure de décongélation doit se poursuivre à cette température de l'eau jusqu'au retour de la sensation, de la couleur et de la douceur des tissus. Cette forme de décongélation se termine souvent non pas par une teinte rose, mais plutôt par une teinte bordeaux due à la stase veineuse.

Dans les conditions de terrain, il faut être conscient que le traitement nécessite plus qu'un dégel local. L'individu tout entier doit être pris en charge, car une engelure est souvent le premier signe d'une hypothermie rampante. Mettez plus de vêtements et donnez des boissons chaudes et nourrissantes. La victime est le plus souvent apathique et doit être forcée de coopérer. Exhortez la victime à faire une activité musculaire telle que secouer les bras contre les côtés. De telles manœuvres ouvrent des shunts artério-veineux périphériques dans les extrémités.

Une engelure profonde est présente lorsque la décongélation avec transfert de chaleur passif pendant 20 à 30 minutes est sans succès. Si tel est le cas, la victime doit être envoyée à l'hôpital le plus proche. Cependant, si ce transport peut prendre des heures, il est préférable d'amener la personne dans le logement le plus proche et de faire dégeler ses blessures dans de l'eau tiède. Après décongélation complète, le patient doit être mis au lit avec la zone blessée surélevée et un transport rapide vers l'hôpital le plus proche doit être organisé.

Un réchauffement rapide provoque une douleur modérée à intense et le patient aura souvent besoin d'un analgésique. Les lésions capillaires provoquent une fuite de sérum avec un gonflement local et la formation de cloques pendant les 6 à 18 premières heures. Les cloques doivent rester intactes afin de prévenir l'infection.

Blessures par le froid non glacial

Physiopathologie

Une exposition prolongée au froid et à l'humidité au-dessus du point de congélation associée à une immobilisation entraînant une stagnation veineuse sont les conditions préalables au NFCI. La déshydratation, une alimentation inadéquate, le stress, les maladies ou blessures intercurrentes et la fatigue sont des facteurs contributifs. Le NFCI affecte presque exclusivement les jambes et les pieds. Les blessures graves de ce type se produisent avec une grande rareté dans la vie civile, mais en temps de guerre et de catastrophes, cela a été et sera toujours un problème grave, le plus souvent causé par une méconnaissance de la condition due à l'apparition lente et indistincte des symptômes.

NFCI peut se produire dans toutes les conditions où la température ambiante est inférieure à la température corporelle. Comme dans l'ICF, les fibres constrictrices sympathiques ainsi que le froid lui-même induisent une vasoconstriction prolongée. L'événement initial est de nature rhéologique et ressemble à celui observé dans les lésions de reperfusion ischémique. Outre la durée de la basse température, la susceptibilité de la victime semble avoir de l'importance.

Le changement pathologique dû à la lésion ischémique affecte de nombreux tissus. Les muscles dégénèrent, subissant une nécrose, une fibrose et une atrophie ; les os montrent une ostéoporose précoce. Les effets sur les nerfs sont particulièrement intéressants, car les lésions nerveuses sont à l'origine de la douleur, de la dysesthésie prolongée et de l'hyperhidrose souvent associées à ces blessures.

Image clinique

Dans une blessure par le froid non glacial, la victime se rend compte trop tard du danger menaçant car les premiers symptômes sont si vagues. Les pieds deviennent froids et enflés. Ils se sentent lourds, boisés et engourdis. Les pieds sont présentés comme froids, douloureux, tendres, souvent avec des semelles plissées. La première phase ischémique dure des heures à quelques jours. Elle est suivie d'une phase hyperémique de 2 à 6 semaines, pendant laquelle les pieds sont chauds, avec des pouls bondissants et un œdème accru. Les cloques et les ulcérations ne sont pas rares et, dans les cas graves, une gangrène peut survenir.

Traitement

Le traitement est avant tout de soutien. Sur le chantier, les pieds doivent être soigneusement séchés mais conservés au frais. D'autre part, tout le corps doit être réchauffé. Beaucoup de boissons chaudes devraient être données. Contrairement aux blessures causées par le froid glacial, le NFCI ne doit jamais être réchauffé activement. Le traitement à l'eau chaude des blessures locales causées par le froid n'est autorisé que lorsque des cristaux de glace sont présents dans les tissus. Le traitement ultérieur doit en règle générale être conservateur. Cependant, la fièvre, les signes de coagulation intravasculaire disséminée et la liquéfaction des tissus affectés nécessitent une intervention chirurgicale, se terminant parfois par une amputation.

Les blessures causées par le froid non glacial peuvent être évitées. Le temps d'exposition doit être minimisé. Des soins des pieds adéquats avec du temps pour sécher les pieds sont importants, ainsi que des installations pour se changer en chaussettes sèches. Le repos avec les pieds surélevés ainsi que l'administration de boissons chaudes chaque fois que possible peuvent sembler ridicules, mais sont souvent d'une importance cruciale.

Hypothermie

L'hypothermie signifie une température corporelle inférieure à la normale. Cependant, d'un point de vue thermique, le corps se compose de deux zones : la coque et le noyau. Le premier est superficiel et sa température varie considérablement en fonction du milieu extérieur. Le noyau est constitué de tissus plus profonds (par exemple, le cerveau, le cœur et les poumons, et le haut de l'abdomen) et le corps s'efforce de maintenir une température centrale de 37 ± 2 ºC. Lorsque la thermorégulation est altérée et que la température centrale commence à baisser, l'individu subit un stress dû au froid, mais ce n'est que lorsque la température centrale atteint 35 ° C que la victime est considérée comme étant dans un état hypothermique. Entre 35 et 32°C, l'hypothermie est qualifiée de légère ; entre 32 et 28 ºC, elle est modérée et en dessous de 28 ºC, sévère (Tableau 16).

Effets physiologiques de la baisse de la température centrale

Lorsque la température centrale commence à baisser, une vasoconstriction intense redirige le sang de la coquille vers le cœur, empêchant ainsi la conduction thermique du cœur vers la peau. Afin de maintenir la température, des frissons sont induits, souvent précédés d'une augmentation du tonus musculaire. Un frisson maximal peut augmenter le taux métabolique de quatre à six fois, mais comme les contractions involontaires oscillent, le résultat net n'est souvent pas plus que doublé. Augmentation de la fréquence cardiaque, de la pression artérielle, du débit cardiaque et de la fréquence respiratoire. La centralisation du volume sanguin provoque une diurèse osmolaire avec le sodium et le chlorure comme constituants principaux.

L'irritabilité auriculaire au début de l'hypothermie induit souvent une fibrillation auriculaire. À des températures plus basses, les extrasystoles ventriculaires sont fréquentes. La mort survient à 28 ºC ou moins, résultant le plus souvent d'une fibrillation ventriculaire ; une asystole peut également survenir.

L'hypothermie déprime le système nerveux central. La lassitude et l'apathie sont les premiers signes d'une baisse de la température centrale. De tels effets altèrent le jugement, provoquent des comportements bizarres et de l'ataxie, et se terminent par une léthargie et un coma entre 30 et 28 ºC.

La vitesse de conduction nerveuse diminue lorsque la température baisse. La dysarthrie, le tâtonnement et le trébuchement sont des manifestations cliniques de ce phénomène. Le froid affecte également les muscles et les articulations, altérant les performances manuelles. Il ralentit le temps de réaction et la coordination, et augmente la fréquence des erreurs. La rigidité musculaire est observée même en cas d'hypothermie légère. À une température centrale inférieure à 30 °C, l'activité physique est impossible.

L'exposition à un environnement anormalement froid est la condition de base pour que l'hypothermie se produise. Les âges extrêmes sont des facteurs de risque. Les personnes âgées dont la fonction thermorégulatrice est altérée ou les personnes dont la masse musculaire et la couche de graisse isolante sont réduites courent un plus grand risque de souffrir d'hypothermie.

Classification

D'un point de vue pratique, la subdivision suivante de l'hypothermie est utile (voir aussi Tableau 16) :

• hypothermie accidentelle
• hypothermie aiguë par immersion
• hypothermie d'épuisement subaigu
• hypothermie en traumatologie
• hypothermie chronique subclinique.

Hypothermie aiguë par immersion survient lorsqu'une personne tombe dans l'eau froide. L'eau a une conductivité thermique environ 25 fois supérieure à celle de l'air. Le stress dû au froid devient si important que la température centrale est forcée à baisser malgré une production de chaleur maximale du corps. L'hypothermie s'installe avant que la victime ne soit épuisée.

Hypothermie d'épuisement subaiguë peut arriver à tout travailleur en milieu froid ainsi qu'aux skieurs, grimpeurs et marcheurs en montagne. Dans cette forme d'hypothermie, l'activité musculaire maintient la température corporelle tant que des sources d'énergie sont disponibles. Cependant, l'hypoglycémie garantit que la victime est à risque. Même un degré relativement faible d'exposition au froid peut être suffisant pour continuer à refroidir et provoquer une situation dangereuse.

Hypothermie avec un traumatisme majeur est un signe de mauvais augure. La personne blessée est souvent incapable de maintenir sa température corporelle et la perte de chaleur peut être exacerbée par l'infusion de liquides froids et par le retrait des vêtements. Les patients en état de choc qui deviennent hypothermiques ont une mortalité beaucoup plus élevée que les victimes normothermiques.

Hypothermie chronique subclinique est souvent rencontrée chez les personnes âgées, souvent en association avec la malnutrition, des vêtements inadéquats et une mobilité réduite. L'alcoolisme, la toxicomanie et les maladies métaboliques chroniques ainsi que les troubles psychiatriques sont des causes contributives à ce type d'hypothermie.

Prise en charge pré-hospitalière

Le principe fondamental des soins primaires d'un travailleur souffrant d'hypothermie est d'empêcher toute perte de chaleur supplémentaire. Une victime consciente doit être déplacée à l'intérieur, ou au moins dans un abri. Retirez les vêtements mouillés et essayez d'isoler la personne autant que possible. Maintenir la victime en position couchée avec la tête couverte est obligatoire.

Les patients atteints d'hypothermie d'immersion aiguë nécessitent un traitement assez différent de celui requis par ceux qui souffrent d'hypothermie d'épuisement subaiguë. La victime d'immersion est souvent dans une situation plus favorable. La diminution de la température centrale se produit bien avant que le corps ne s'épuise et la capacité de génération de chaleur reste intacte. L'équilibre de l'eau et des électrolytes n'est pas dérangé. Par conséquent, un tel individu peut être traité par une immersion rapide dans un bain. Si une baignoire n'est pas disponible, plongez les pieds et les mains du patient dans de l'eau tiède. La chaleur locale ouvre les shunts artério-veineux, augmente rapidement la circulation sanguine dans les extrémités et accélère le processus de réchauffement.

Dans l'hypothermie d'épuisement, en revanche, la victime se trouve dans une situation beaucoup plus grave. Les réserves caloriques sont consommées, l'équilibre électrolytique est dérangé et, surtout, la personne est déshydratée. La diurèse froide commence immédiatement après l'exposition au froid ; la lutte contre le froid et le vent exagère la transpiration, mais celle-ci n'est pas perçue dans l'environnement froid et sec ; et enfin, la victime n'a pas soif. Un patient souffrant d'hypothermie d'épuisement ne doit jamais être rapidement réchauffé sur le terrain en raison du risque d'induction d'un choc hypovolémique. En règle générale, il est préférable de ne pas réchauffer activement le patient sur le terrain ou pendant le transport à l'hôpital. Un état prolongé d'hypothermie qui ne progresse pas est bien meilleur que des efforts enthousiastes pour réchauffer le patient dans des circonstances où les complications qui surviennent ne peuvent pas être gérées. Il est obligatoire de manipuler le patient avec douceur pour minimiser le risque d'éventuelle fibrillation ventriculaire.

Même pour le personnel médical qualifié, il est souvent difficile de déterminer si une personne hypothermique est vivante ou non. Un collapsus cardiovasculaire apparent peut en fait n'être qu'un débit cardiaque déprimé. La palpation ou l'auscultation pendant au moins une minute pour détecter les pouls spontanés est souvent nécessaire.

La décision d'administrer ou non la réanimation cardiorespiratoire (RCP) est difficile sur le terrain. S'il y a le moindre signe de vie, la RCR est contre-indiquée. Les compressions thoraciques effectuées prématurément peuvent induire une fibrillation ventriculaire. La RCR doit cependant être immédiatement initiée après un arrêt cardiaque dont on a été témoin et lorsque la situation permet d'effectuer les procédures de manière raisonnable et continue.

Santé et froid

Une personne en bonne santé, disposant de vêtements et d'équipements appropriés et travaillant dans une organisation adaptée à la tâche, n'est pas en situation de risque sanitaire, même s'il fait très froid. La question de savoir si l'exposition au froid à long terme tout en vivant dans des zones à climat froid signifie ou non des risques pour la santé est controversée. Pour les personnes ayant des problèmes de santé, la situation est assez différente et l'exposition au froid peut être un problème. Dans une certaine situation, l'exposition au froid ou l'exposition à des facteurs liés au froid ou des combinaisons de froid avec d'autres risques peuvent entraîner des risques pour la santé, en particulier en cas d'urgence ou d'accident. Dans les régions éloignées, lorsque la communication avec un superviseur est difficile ou inexistante, les employés doivent être autorisés à décider eux-mêmes si une situation à risque pour la santé est présente ou non. Dans ces situations, ils doivent prendre les précautions nécessaires pour rendre la situation sécuritaire ou arrêter le travail.

Dans les régions arctiques, le climat et d'autres facteurs peuvent être si rudes que d'autres considérations doivent être prises en compte.

Maladies infectieuses. Les maladies infectieuses ne sont pas liées au froid. Les maladies endémiques surviennent dans les régions arctiques et subarctiques. Une maladie infectieuse aiguë ou chronique chez un individu dicte l'arrêt de l'exposition au froid et au travail acharné.

Le rhume, sans fièvre ni symptômes généraux, ne rend pas le travail au froid nocif. Cependant, pour les personnes souffrant de maladies compliquées comme l'asthme, la bronchite ou des problèmes cardiovasculaires, la situation est différente et le travail à l'intérieur dans des conditions chaudes pendant la saison froide est recommandé. Ceci est également valable en cas de rhume avec fièvre, toux profonde, douleurs musculaires et état général altéré.

L'asthme et la bronchite sont plus fréquents dans les régions froides. L'exposition à l'air froid aggrave souvent les symptômes. Le changement de médicament réduit parfois les symptômes pendant la saison froide. Certaines personnes peuvent également être aidées en utilisant des inhalateurs médicinaux.

Les personnes souffrant d'asthme ou de maladies cardiovasculaires peuvent réagir à l'inhalation d'air froid par une bronchoconstriction et un vasospasme. Il a été démontré que les athlètes qui s'entraînent plusieurs heures à haute intensité dans des climats froids développent des symptômes asthmatiques. Que ce soit ou non un refroidissement important du tractus pulmonaire est l'explication principale n'est pas encore clair. Des masques spéciaux et légers sont maintenant sur le marché qui fournissent une sorte de fonction d'échangeur de chaleur, conservant ainsi l'énergie et l'humidité.

Un type endémique de maladie chronique est le «poumon esquimau», typique des chasseurs et des trappeurs esquimaux exposés à un froid extrême et à un dur labeur pendant de longues périodes. Une hypertension pulmonaire progressive se termine souvent par une insuffisance cardiaque droite.

Troubles cardiovasculaires. L'exposition au froid affecte davantage le système cardio-vasculaire. La noradrénaline libérée par les terminaisons nerveuses sympathiques augmente le débit cardiaque et la fréquence cardiaque. La douleur thoracique due à l'angine de poitrine s'aggrave souvent dans un environnement froid. Le risque de contracter un infarctus augmente lors d'une exposition au froid, en particulier en combinaison avec un travail acharné. Le froid augmente la tension artérielle avec un risque accru d'hémorragie cérébrale. Les personnes à risque doivent donc être averties et réduire leur exposition aux travaux pénibles dans le froid.

L'augmentation de la mortalité pendant la saison hivernale est une observation fréquente. Une des raisons pourrait être l'augmentation du travail cardiaque mentionnée précédemment, favorisant l'arythmie chez les personnes sensibles. Une autre observation est que l'hématocrite est augmenté pendant la saison froide, provoquant une augmentation de la viscosité du sang et une augmentation de la résistance à l'écoulement. Une explication plausible est que le temps froid peut exposer les gens à des charges de travail soudaines et très lourdes, telles que le nettoyage de la neige, la marche dans la neige profonde, les glissades, etc.

Troubles métaboliques. Le diabète sucré est également présent avec une fréquence plus élevée dans les régions les plus froides du monde. Même un diabète non compliqué, surtout lorsqu'il est traité avec de l'insuline, peut rendre impossible le travail à l'extérieur dans le froid dans les régions plus éloignées. L'artériosclérose périphérique précoce rend ces personnes plus sensibles au froid et augmente le risque d'engelures locales.

Les personnes dont la fonction thyroïdienne est altérée peuvent facilement développer une hypothermie en raison du manque d'hormone thermogénique, tandis que les personnes hyperthyroïdiennes tolèrent le froid même lorsqu'elles sont légèrement habillées.

Les patients avec ces diagnostics devraient faire l'objet d'une attention particulière de la part des professionnels de la santé et être informés de leur problème.

Problèmes musculo-squelettiques. Le froid lui-même n'est pas censé provoquer des maladies du système musculo-squelettique, pas même des rhumatismes. D'autre part, le travail dans des conditions froides est souvent très exigeant pour les muscles, les tendons, les articulations et la colonne vertébrale en raison de la charge élevée souvent impliquée dans ce type de travail. La température dans les articulations diminue plus vite que la température des muscles. Les articulations froides sont des articulations raides, en raison de la résistance croissante au mouvement due à l'augmentation de la viscosité du liquide synovial. Le froid diminue la puissance et la durée de la contraction musculaire. En combinaison avec un travail lourd ou une surcharge locale, le risque de blessure augmente. De plus, les vêtements de protection peuvent nuire à la capacité de contrôler les mouvements des parties du corps, contribuant ainsi au risque.

L'arthrite de la main est un problème particulier. On soupçonne qu'une exposition fréquente au froid peut causer de l'arthrite, mais jusqu'à présent, les preuves scientifiques sont médiocres. Une arthrite existante de la main réduit la fonction de la main dans le froid et cause de la douleur et de l'inconfort.

Cryopathies. Les cryopathies sont des troubles où l'individu est hypersensible au froid. Les symptômes varient, y compris ceux impliquant le système vasculaire, le sang, le tissu conjonctif, «l'allergie» et autres.

Certaines personnes souffrent de doigts blancs. Des taches blanches sur la peau, une sensation de froid, une fonction réduite et des douleurs sont des symptômes lorsque les doigts sont exposés au froid. Les problèmes sont plus fréquents chez les femmes, mais se retrouvent surtout chez les fumeurs et les travailleurs utilisant des outils vibrants ou conduisant des motoneiges. Les symptômes peuvent être si gênants qu'il est impossible de travailler même pendant une légère exposition au froid. Certains types de médicaments peuvent également aggraver les symptômes.

Urticaire au froid, due à des mastocytes sensibilisés, apparaît comme un érythème prurigineux des parties de la peau exposées au froid. Si l'exposition est arrêtée, les symptômes disparaissent généralement en moins d'une heure. Rarement la maladie se complique de symptômes généraux et plus menaçants. Si c'est le cas, ou si l'urticaire elle-même est très gênante, l'individu doit éviter de s'exposer à tout type de rhume.

Acrocyanose se manifeste par une évolution de la couleur de la peau vers la cyanose après exposition au froid. D'autres symptômes peuvent être un dysfonctionnement de la main et des doigts dans la zone acrocyanotique. Les symptômes sont très fréquents et peuvent souvent être atténués de manière acceptable par une réduction de l'exposition au froid (par exemple, des vêtements appropriés) ou une réduction de la consommation de nicotine.

Stress psychologique. L'exposition au froid, en particulier en combinaison avec des facteurs liés au froid et à l'éloignement, stresse l'individu, non seulement physiologiquement mais aussi psychologiquement. Pendant le travail dans des conditions climatiques froides, par mauvais temps, sur de longues distances et peut-être dans des situations potentiellement dangereuses, le stress psychologique peut perturber ou même détériorer la fonction psychologique de l'individu au point que le travail ne peut pas être effectué en toute sécurité.

Fumer et priser. Les effets néfastes à long terme du tabagisme et, dans une certaine mesure, du tabac à priser sont bien connus. La nicotine augmente la vasoconstriction périphérique, réduit la dextérité et augmente le risque de blessure par le froid.

Alcool. Boire de l'alcool donne une agréable sensation de chaleur, et on pense généralement que l'alcool inhibe la vasoconstriction induite par le froid. Cependant, des études expérimentales sur l'homme lors d'expositions relativement courtes au froid ont montré que l'alcool n'interfère pas davantage avec l'équilibre thermique. Cependant, les frissons deviennent altérés et, combinés à un exercice intense, la perte de chaleur deviendra évidente. L'alcool est connu pour être une cause dominante de décès dans l'hypothermie urbaine. Elle donne un sentiment de bravade et influence le jugement, conduisant à ignorer les mesures prophylactiques.

Grossesse. Pendant la grossesse, les femmes ne sont pas plus sensibles au froid. Au contraire, ils peuvent être moins sensibles, en raison d'un métabolisme élevé. Aux facteurs de risque pendant la grossesse s'ajoutent les facteurs liés au froid tels que les risques d'accidents, les maladresses vestimentaires, le port de charges lourdes, les glissades et les positions de travail extrêmes. Le système de soins de santé, la société et l'employeur devraient donc accorder une attention particulière à la femme enceinte en travail à froid.

Pharmacologie et froid

Les effets secondaires négatifs des médicaments lors d'une exposition au froid pourraient être thermorégulateurs (généraux ou locaux), ou l'effet du médicament peut être altéré. Tant que le travailleur conserve une température corporelle normale, la plupart des médicaments prescrits n'interfèrent pas avec ses performances. Cependant, les tranquillisants (p. ex., barbituriques, benzodiazépines, phentothiazides ainsi que les antidépresseurs cycliques) peuvent perturber la vigilance. Dans une situation menaçante, les mécanismes de défense contre l'hypothermie peuvent être altérés et la conscience de la situation dangereuse est réduite.

Les bêtabloquants induisent une vasoconstriction périphérique et diminuent la tolérance au froid. Si une personne a besoin de médicaments et est exposée au froid dans sa situation de travail, il convient de prêter attention aux effets secondaires négatifs de ces médicaments.

D'un autre côté, aucun médicament ou quoi que ce soit d'autre bu, mangé ou autrement administré au corps ne s'est avéré capable d'augmenter la production normale de chaleur, par exemple dans une situation d'urgence lorsque l'hypothermie ou une blessure par le froid menace.

Programme de contrôle sanitaire

Les risques pour la santé liés au stress dû au froid, aux facteurs liés au froid et aux accidents ou traumatismes ne sont connus que de manière limitée. Il existe une grande variation individuelle dans les capacités et l'état de santé, et cela nécessite un examen attentif. Comme mentionné précédemment, des maladies particulières, des médicaments et certains autres facteurs peuvent rendre une personne plus sensible aux effets de l'exposition au froid. Un programme de contrôle sanitaire devrait faire partie de la procédure d'embauche, ainsi qu'une activité répétée pour le personnel. Le tableau 6 spécifie les facteurs à contrôler dans différents types de travail à froid.

Tableau 6. Composantes recommandées des programmes de contrôle de la santé pour le personnel exposé au stress dû au froid et aux facteurs liés au froid

*= contrôle de routine, **= facteur important à considérer, ***= facteur très important à considérer.

Prévention du stress dû au froid

Adaptation humaine

Avec des expositions répétées au froid, les gens perçoivent moins d'inconfort et apprennent à s'adapter et à faire face aux conditions de manière individuelle et plus efficace qu'au début de l'exposition. Cette accoutumance réduit une partie de l'effet d'excitation et de distraction, et améliore le jugement et la précaution.

COMPORTEMENT

La stratégie la plus évidente et la plus naturelle de prévention et de contrôle du stress dû au froid est celle de la précaution et du comportement intentionnel. Les réponses physiologiques ne sont pas très puissantes pour prévenir les pertes de chaleur. Les humains sont donc extrêmement dépendants de mesures externes telles que les vêtements, le logement et l'apport de chaleur externe. L'amélioration et le raffinement continus des vêtements et de l'équipement constituent une base pour des expositions au froid réussies et sûres. Cependant, il est essentiel que les produits soient testés de manière adéquate conformément aux normes internationales.

Les mesures de prévention et de contrôle de l'exposition au froid relèvent souvent de la responsabilité de l'employeur ou du superviseur. Cependant, l'efficacité des mesures de protection dépend dans une large mesure des connaissances, de l'expérience, de la motivation et de la capacité de chaque travailleur à apporter les ajustements nécessaires à ses exigences, besoins et préférences. L'éducation, l'information et la formation sont donc des éléments importants des programmes de lutte sanitaire.

Acclimatation

Il existe des preuves de différents types d'acclimatation à l'exposition au froid à long terme. Une meilleure circulation des mains et des doigts permet le maintien d'une température tissulaire plus élevée et produit une vasodilatation induite par le froid plus forte (voir Figure 18). Les performances manuelles sont mieux maintenues après des expositions répétées au froid de la main.

Le refroidissement répété de tout le corps semble améliorer la vasoconstriction périphérique, augmentant ainsi l'isolation des tissus de surface. Les plongeuses de perles coréennes ont montré des augmentations marquées de l'isolation de la peau pendant la saison hivernale. Des enquêtes récentes ont révélé que l'introduction et l'utilisation de combinaisons humides réduisent tellement le stress dû au froid que l'isolation des tissus ne change pas.

Trois types d'adaptations possibles ont été proposées :

• augmentation de l'isolation des tissus (comme mentionné précédemment)
• réaction hypothermique (baisse « maîtrisée » de la température à cœur)
• réaction métabolique (augmentation du métabolisme).

Les adaptations les plus prononcées devraient être trouvées chez les autochtones des régions froides. Cependant, la technologie moderne et les habitudes de vie ont réduit les types les plus extrêmes d'exposition au froid. Les vêtements, les abris chauffés et un comportement conscient permettent à la plupart des gens de maintenir un climat quasi tropical à la surface de la peau (microclimat), réduisant ainsi le stress dû au froid. Les stimuli de l'adaptation physiologique s'affaiblissent.

Les groupes les plus exposés au froid aujourd'hui appartiennent probablement aux expéditions polaires et aux opérations industrielles dans les régions arctiques et subarctiques. Il y a plusieurs indications que toute adaptation éventuelle trouvée avec une exposition au froid sévère (air ou eau froide) est de type isolant. En d'autres termes, des températures à cœur plus élevées peuvent être maintenues avec une perte de chaleur réduite ou inchangée.

Alimentation et bilan hydrique

Dans de nombreux cas, le travail à froid est associé à des activités énergivores. De plus, la protection contre le froid nécessite des vêtements et du matériel de plusieurs kilogrammes. L'effet boitillant des vêtements augmente l'effort musculaire. Par conséquent, des tâches de travail données nécessitent plus d'énergie (et plus de temps) dans des conditions froides. L'apport calorique par l'alimentation doit compenser cela. Une augmentation du pourcentage de calories apportées par les matières grasses devrait être recommandée aux travailleurs de plein air.

Les repas fournis pendant les opérations de froid doivent fournir une énergie suffisante. Suffisamment de glucides doivent être inclus pour assurer des niveaux de sucre dans le sang stables et sûrs pour les travailleurs engagés dans un travail acharné. Récemment, des produits alimentaires ont été lancés sur le marché avec des allégations selon lesquelles ils stimulent et augmentent la production de chaleur corporelle dans le froid. Normalement, ces produits se composent uniquement d'hydrates de carbone et, jusqu'à présent, ils n'ont pas réussi à obtenir de meilleurs résultats que des produits similaires (chocolat) ou mieux que prévu en raison de leur contenu énergétique.

La perte d'eau peut être importante lors d'une exposition au froid. Premièrement, le refroidissement des tissus provoque une redistribution du volume sanguin, induisant une « diurèse froide ». Les tâches et les vêtements doivent le permettre, car cela peut évoluer rapidement et nécessite une exécution urgente. L'air presque sec dans des conditions inférieures à zéro permet une évaporation continue de la peau et des voies respiratoires qui n'est pas facilement perçue. La transpiration contribue à la perte d'eau et doit être soigneusement contrôlée et de préférence évitée, en raison de son effet néfaste sur l'isolation lorsqu'elle est absorbée par les vêtements. L'eau n'est pas toujours facilement disponible dans des conditions inférieures à zéro. À l'extérieur, il doit être fourni ou produit par la fonte de la neige ou de la glace. Comme il y a une dépression de la soif, il est obligatoire que les travailleurs de l'eau froide boivent fréquemment pour éliminer le développement progressif de la déshydratation. Un déficit hydrique peut entraîner une réduction de la capacité de travail et un risque accru de blessures par le froid.

Conditionnement des travailleurs pour le travail dans le froid

Les mesures de loin les plus efficaces et les plus appropriées pour adapter les humains au travail à froid sont le conditionnement : l'éducation, la formation et la pratique. Comme mentionné précédemment, une grande partie du succès des ajustements à l'exposition au froid dépend de l'action comportementale. L'expérience et les connaissances sont des éléments importants de ce processus comportemental.

Les personnes engagées dans des travaux à froid devraient recevoir une introduction de base aux problèmes spécifiques du froid. Ils doivent recevoir des informations sur les réactions physiologiques et subjectives, les aspects sanitaires, les risques d'accidents et les mesures de protection, y compris les vêtements et les premiers secours. Ils doivent être progressivement formés aux tâches requises. Ce n'est qu'après un certain temps (des jours à des semaines) qu'ils doivent travailler des heures complètes dans des conditions extrêmes. Le tableau 7 fournit des recommandations quant au contenu des programmes de conditionnement pour divers types de travail à froid.

Tableau 7. Composantes des programmes de conditionnement pour les travailleurs exposés au froid

*= niveau routinier,  **= facteur important à considérer,  ***= facteur très important à considérer.

L'introduction de base signifie l'éducation et l'information sur les problèmes spécifiques du rhume. L'enregistrement et l'analyse des accidents/blessures constituent la meilleure base pour les mesures préventives. La formation aux premiers secours devrait être dispensée en tant que cours de base à tout le personnel, et des groupes spécifiques devraient suivre un cours approfondi. Les mesures de protection sont des composantes naturelles d'un programme de conditionnement et sont traitées dans la section suivante. La formation à la survie est importante pour les régions arctiques et subarctiques, ainsi que pour les travaux extérieurs dans d'autres régions éloignées.

Contrôle technique

Principes généraux

En raison des nombreux facteurs complexes qui influencent le bilan thermique humain et des variations individuelles considérables, il est difficile de définir des températures critiques pour un travail soutenu. Les températures indiquées à la figure 6 doivent être considérées comme des niveaux d'action pour l'amélioration des conditions par diverses mesures. À des températures inférieures à celles indiquées à la figure 6, les expositions doivent être contrôlées et évaluées. Les techniques d'évaluation du stress dû au froid et les recommandations pour les expositions limitées dans le temps sont traitées ailleurs dans ce chapitre. On suppose que la meilleure protection des mains, des pieds et du corps (vêtements) est disponible. Avec une protection inappropriée, un refroidissement sera attendu à des températures considérablement plus élevées.

Figure 6. Températures estimées auxquelles certains déséquilibres thermiques du corps peuvent se développer.*

Les tableaux 8 et 9 énumèrent différentes mesures de prévention et de protection pouvant être appliquées à la plupart des types de travaux à froid. Beaucoup d'efforts sont économisés grâce à une planification et une prévoyance minutieuses. Les exemples donnés sont des recommandations. Il faut souligner que l'ajustement final des vêtements, de l'équipement et du comportement au travail doit être laissé à l'individu. Ce n'est qu'avec une intégration prudente et intelligente du comportement avec les exigences des conditions environnementales réelles qu'une exposition sûre et efficace peut être créée.

Tableau 8. Stratégies et mesures au cours des différentes phases de travail pour la prévention et l'atténuation du stress dû au froid

Source : Modifié à partir de Holmér 1994.

Tableau 9. Stratégies et mesures liées à des facteurs et équipements spécifiques

Source : modifié à partir de Holmér 1994.

Certaines recommandations quant aux conditions climatiques dans lesquelles certaines mesures doivent être prises ont été données par l'American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH 1992). Les exigences fondamentales sont que :

• les travailleurs reçoivent des vêtements de protection suffisants et appropriés
• des précautions particulières doivent être prises pour les travailleurs âgés ou les travailleurs souffrant de problèmes circulatoires.

D'autres recommandations relatives à la protection des mains, à la conception du lieu de travail et aux pratiques de travail sont présentées ci-dessous.

Protection des mains

Les opérations fines à mains nues en dessous de 16 ° C nécessitent des dispositions pour chauffer les mains. Les manches métalliques des outils et des barres doivent être recouverts de matériaux isolants à des températures inférieures à –1 ºC. Des gants anticontact doivent être portés lorsque des surfaces à -7 °C ou moins sont à portée de main. À –17 ºC, des mitaines isolantes doivent être utilisées. Les liquides d'évaporation à des températures inférieures à 4 °C doivent être manipulés de manière à éviter les éclaboussures sur les zones cutanées nues ou mal protégées.

Pratiques de travail

En dessous de la température de refroidissement équivalente à -12 °C, les travailleurs doivent être sous surveillance constante (système de jumelage). Bon nombre des mesures indiquées dans le tableau 18 s'appliquent. Avec des températures plus basses, il est de plus en plus important que les travailleurs soient formés aux procédures de sécurité et de santé.

Conception du lieu de travail

Les lieux de travail doivent être protégés du vent et les vitesses de l'air maintenues en dessous de 1 m/s. Des vêtements de protection contre le vent doivent être utilisés le cas échéant. Une protection oculaire doit être fournie pour les conditions extérieures particulières avec ensoleillement et sol enneigé. Un examen médical est recommandé pour les personnes travaillant régulièrement par temps froid inférieur à -18 ºC. Les recommandations relatives à la surveillance du lieu de travail comprennent les suivantes :

• Une thermométrie appropriée doit être disposée lorsque la température est inférieure à 16 ºC.
• La vitesse du vent intérieur doit être surveillée au moins toutes les 4 heures.
• Les travaux en extérieur nécessitent la mesure de la vitesse du vent et des températures de l'air inférieures à –1 ºC.
• La température de refroidissement équivalente doit être déterminée pour des combinaisons de vent et de température de l'air.

La plupart des recommandations des tableaux 8 et 9 sont pragmatiques et directes.

L'habillement est la mesure la plus importante pour le contrôle individuel. L'approche multicouche permet des solutions plus flexibles que les vêtements simples incorporant la fonction de plusieurs couches. En fin de compte, cependant, les besoins spécifiques du travailleur devraient être le déterminant ultime de ce qui serait le système le plus fonctionnel. Les vêtements protègent du refroidissement. D'un autre côté, le survêtement dans le froid est un problème courant, également signalé lors des expositions extrêmes des expéditions arctiques. Le survêtement peut rapidement entraîner de grandes quantités de sueur, qui s'accumule dans les couches de vêtements. Pendant les périodes de faible activité, le séchage des vêtements humides augmente la perte de chaleur corporelle. La mesure préventive évidente est de contrôler et de réduire la transpiration par une sélection appropriée de vêtements et des ajustements précoces aux changements du rythme de travail et des conditions climatiques. Il n'existe pas de tissu vestimentaire capable d'absorber de grandes quantités de sueur tout en préservant un bon confort et des propriétés isolantes. La laine reste volumineuse et apparemment sèche malgré l'absorption d'un peu d'eau (reprise d'humidité), mais de grandes quantités de sueur se condensent et causent des problèmes similaires à ceux des autres tissus. L'humidité produit une certaine libération de chaleur et peut contribuer à la préservation de la chaleur. Cependant, lorsque le vêtement en laine sèche sur le corps, le processus s'inverse comme indiqué ci-dessus, et la personne est inévitablement refroidie.

La technologie moderne des fibres a produit de nombreux nouveaux matériaux et tissus pour la fabrication de vêtements. Il existe désormais des vêtements qui combinent l'imperméabilité avec une bonne perméabilité à la vapeur d'eau, ou une isolation élevée avec un poids et une épaisseur réduits. Il est cependant essentiel de sélectionner des vêtements dont les propriétés et les fonctions sont garanties et testées. De nombreux produits sont disponibles qui tentent d'imiter les produits originaux plus chers. Certains d'entre eux sont de si mauvaise qualité qu'ils peuvent même être dangereux à utiliser.

La protection contre le froid est principalement déterminée par la valeur d'isolation thermique de l'ensemble vestimentaire complet (valeur clo). Cependant, des propriétés telles que la perméabilité à l'air, la perméabilité à la vapeur et l'imperméabilité de la couche extérieure en particulier sont essentielles pour la protection contre le froid. Des normes internationales et des méthodes d'essai sont disponibles pour mesurer et classer ces propriétés. De même, les équipements pour les mains et les chaussures peuvent être testés pour leurs propriétés de protection contre le froid à l'aide de normes internationales telles que les normes européennes EN 511 et EN 344 (CEN 1992, 1993).

Travail à froid extérieur

Les problèmes spécifiques du travail à froid en plein air sont l'ensemble des facteurs climatiques qui peuvent entraîner un stress dû au froid. La combinaison du vent et de la basse température de l'air augmente considérablement le pouvoir de refroidissement de l'environnement, ce qui doit être pris en compte en termes d'organisation du travail, de protection du lieu de travail et de vêtements. Les précipitations, soit dans l'air sous forme de neige ou de pluie, soit au sol, nécessitent des ajustements. La variation des conditions météorologiques oblige les travailleurs à prévoir, apporter et utiliser des vêtements et de l'équipement supplémentaires.

Une grande partie du problème du travail à l'extérieur est liée aux variations parfois importantes de l'activité et du climat au cours d'un quart de travail. Aucun système vestimentaire n'est disponible qui puisse s'adapter à des variations aussi importantes. Par conséquent, les vêtements doivent être changés et ajustés fréquemment. Le non-respect de cette consigne peut entraîner un refroidissement dû à une protection insuffisante, ou une transpiration et une surchauffe causées par trop de vêtements. Dans ce dernier cas, la majeure partie de la sueur se condense ou est absorbée par les vêtements. Pendant les périodes de repos et de faible activité, les vêtements mouillés représentent un danger potentiel, car leur séchage draine la chaleur corporelle.

Les mesures de protection pour le travail à l'extérieur comprennent des régimes travail-repos appropriés avec des pauses de repos prises dans des abris ou des cabines chauffés. Les tâches de travail stationnaires peuvent être protégées du vent et des précipitations par des tentes avec ou sans chauffage supplémentaire. Le chauffage ponctuel par des radiateurs à infrarouge ou à gaz peut être utilisé pour certaines tâches de travail. La préfabrication des pièces ou composants peut être réalisée en intérieur. Dans des conditions inférieures à zéro, les conditions de travail, y compris les conditions météorologiques, doivent être surveillées régulièrement. Des règles claires doivent exister concernant les procédures à appliquer lorsque les conditions s'aggravent. Les niveaux de température, éventuellement corrigés du vent (indice de refroidissement éolien), doivent être convenus et liés à un programme d'action.

Travaux de chambre froide

Les aliments surgelés doivent être stockés et transportés à basse température ambiante (–20 ºC). Le travail dans les entrepôts frigorifiques se trouve dans la plupart des régions du monde. Ce type d'exposition artificielle au froid se caractérise par un climat constant et contrôlé. Les travailleurs peuvent effectuer un travail continu ou, le plus souvent, un travail intermittent, alternant entre des climats froids et tempérés ou chauds à l'extérieur de l'entrepôt.

Tant que le travail demande un effort physique, l'équilibre thermique peut être atteint en choisissant des vêtements de protection appropriés. Les problèmes particuliers des mains et des pieds nécessitent souvent des pauses régulières toutes les 1.5 à 2 heures. La pause doit être suffisamment longue pour permettre le réchauffement (20 minutes).

La manipulation manuelle de produits congelés nécessite des gants de protection avec une isolation suffisante (notamment de la paume de la main). Les exigences et les méthodes d'essai pour les gants de protection contre le froid sont données dans la norme européenne EN 511, qui est décrite plus en détail dans l'article « Indices et normes de froid » de ce chapitre. Les radiateurs locaux (par exemple, radiateur infrarouge), placés dans les lieux de travail avec travail stationnaire, améliorent l'équilibre thermique.

Une grande partie du travail dans les entrepôts frigorifiques est effectuée avec des chariots élévateurs. La plupart de ces véhicules sont ouverts. La conduite crée une vitesse relative du vent qui, combinée à la basse température, augmente le refroidissement du corps. De plus, le travail lui-même est plutôt léger et la production de chaleur métabolique associée faible. En conséquence, l'isolation requise pour les vêtements est assez élevée (environ 4 clo) et ne peut pas être satisfaite avec la plupart des types de combinaisons utilisées. Le conducteur a froid, en commençant par les pieds et les mains, et l'exposition doit être limitée dans le temps. En fonction des vêtements de protection disponibles, des horaires de travail appropriés doivent être organisés en termes de travail au froid et de travail ou de repos dans des environnements normaux. Une mesure simple pour améliorer l'équilibre thermique consiste à installer un siège chauffant dans le camion. Cela peut prolonger le temps de travail dans le froid et empêcher le refroidissement local du siège et du dossier. Des solutions plus sophistiquées et coûteuses incluent l'utilisation de cabines chauffées.

Des problèmes particuliers se posent dans les pays chauds, où le travailleur de l'entrepôt frigorifique, généralement le conducteur du camion, est exposé par intermittence au froid (–30 ºC) et à la chaleur (30 ºC). De brèves expositions (1 à 5 min) à chaque condition rendent difficile l'adoption de vêtements appropriés - il peut être trop chaud pour la période à l'extérieur et trop froid pour le travail en chambre froide. Les cabines de camion peuvent être une solution, une fois le problème de la condensation sur les vitres résolu. Des régimes travail-repos appropriés doivent être élaborés et basés sur les tâches de travail et la protection disponible.

Les lieux de travail frais, que l'on trouve par exemple dans l'industrie des aliments frais, comprennent des conditions climatiques avec des températures de l'air de +2 à +16 °C, selon le type. Les conditions sont parfois caractérisées par des humidités relatives élevées, induisant une condensation de l'eau au niveau des points froids et des sols humides ou recouverts d'eau. Le risque de glissade est accru dans ces lieux de travail. Les problèmes peuvent être résolus par une bonne hygiène du lieu de travail et des routines de nettoyage, qui contribuent à réduire l'humidité relative.

La vitesse locale de l'air des postes de travail est souvent trop élevée, ce qui entraîne des plaintes de courants d'air. Les problèmes peuvent souvent être résolus en changeant ou en ajustant les entrées d'air froid ou en réorganisant les postes de travail. Les tampons de produits congelés ou froids à proximité des postes de travail peuvent contribuer à la sensation de courant d'air en raison de l'échange de chaleur par rayonnement accru. Les vêtements doivent être sélectionnés sur la base d'une évaluation des besoins. La méthode IREQ doit être utilisée. De plus, les vêtements doivent être conçus pour protéger des courants d'air locaux, de l'humidité et de l'eau. Des exigences d'hygiène spéciales pour la manipulation des aliments imposent certaines restrictions sur la conception et le type de vêtements (c'est-à-dire la couche extérieure). Un système vestimentaire approprié doit intégrer des sous-vêtements, des couches intermédiaires isolantes et la couche extérieure pour former un système de protection fonctionnel et suffisant. Un couvre-chef est souvent requis en raison des exigences d'hygiène. Cependant, le couvre-chef existant à cet effet est souvent un bonnet en papier, qui n'offre aucune protection contre le froid. De même, les chaussures comprennent souvent des sabots ou des chaussures légères, aux propriétés isolantes médiocres. La sélection d'un couvre-chef et de chaussures plus adaptés devrait mieux préserver la chaleur de ces parties du corps et contribuer à un meilleur équilibre thermique général.

Un problème particulier dans de nombreux lieux de travail froids est la préservation de la dextérité manuelle. Les mains et les doigts se refroidissent rapidement lorsque l'activité musculaire est faible ou modérée. Les gants améliorent la protection mais nuisent à la dextérité. Un équilibre délicat entre les deux exigences doit être trouvé. Couper de la viande nécessite souvent un gant en métal. Un gant textile fin porté en dessous peut réduire l'effet de refroidissement et améliorer le confort. Des gants fins peuvent suffire à de nombreuses fins. Des mesures supplémentaires pour empêcher le refroidissement des mains comprennent la fourniture de poignées isolées d'outils et d'équipements ou le chauffage ponctuel à l'aide, par exemple, de radiateurs infrarouges. Des gants chauffants électriques existent sur le marché, mais souffrent souvent d'une mauvaise ergonomie et d'une capacité de chauffage ou de batterie insuffisante.

Exposition à l'eau froide

Pendant l'immersion du corps dans l'eau, le potentiel de grandes pertes de chaleur en peu de temps est important et présente un danger apparent. La conductivité thermique de l'eau est plus de 25 fois supérieure à celle de l'air et, dans de nombreuses situations d'exposition, la capacité de l'eau environnante à absorber la chaleur est effectivement infinie.

La température de l'eau thermoneutre est d'environ 32 à 33 °C, et à des températures plus basses, le corps réagit par une vasoconstriction froide et des frissons. De longues expositions dans l'eau à des températures comprises entre 25 et 30°C provoquent un refroidissement corporel et le développement progressif d'une hypothermie. Naturellement, cette réponse devient plus forte et plus grave avec l'abaissement de la température de l'eau.

L'exposition à l'eau froide est courante lors d'accidents en mer et lors de sports nautiques de toutes sortes. Cependant, même dans les activités professionnelles, les travailleurs courent le risque d'hypothermie par immersion (p. ex., plongée, pêche, navigation et autres opérations offshore).

Les victimes de naufrages peuvent être amenées à entrer en eau froide. Leur protection varie des vêtements légers aux combinaisons d'immersion. Les gilets de sauvetage sont des équipements obligatoires à bord des navires. Ils doivent être équipés d'un collier pour réduire la perte de chaleur de la tête des victimes inconscientes. L'équipement du navire, l'efficacité des procédures d'urgence et le comportement de l'équipage et des passagers sont des déterminants importants du succès de l'opération et des conditions d'exposition qui en découlent.

Les plongeurs pénètrent régulièrement dans les eaux froides. La température de la plupart des eaux de plongée commerciale, en particulier à une certaine profondeur, est basse, souvent inférieure à 10 °C. Toute exposition prolongée dans une eau aussi froide nécessite des combinaisons de plongée à isolation thermique.

Perte de chaleur. L'échange de chaleur dans l'eau peut être considéré comme un simple flux de chaleur le long de deux gradients de température - un interne, du noyau à la peau, et un externe, de la surface de la peau à l'eau environnante. La perte de chaleur à la surface du corps peut être simplement décrite par :

C_w = h_c· (T_sk-T_w) ·A_D

De C_w est taux de perte de chaleur convective (W), h_c est le coefficient de transfert de chaleur par convection (W/°Cm²), T_sk est la température moyenne de la peau (°C), T_w est la température de l'eau (°C) et A_D est la surface corporelle. Les petites composantes de la perte de chaleur due à la respiration et aux parties non immergées (par exemple, la tête) peuvent être négligées (voir la section sur la plongée ci-dessous).

La valeur de h_c se situe dans la plage de 100 à 600 W/°Cm². La valeur la plus basse s'applique à l'eau plate. La turbulence, qu'elle soit causée par les mouvements de nage ou l'écoulement de l'eau, double ou triple le coefficient de convection. Il est facile de comprendre que le corps non protégé peut subir une perte de chaleur considérable vers l'eau froide, dépassant éventuellement ce qui peut être produit même avec un exercice intense. En fait, une personne (habillée ou déshabillée) qui tombe dans l'eau froide économise dans la plupart des cas plus de chaleur en restant immobile dans l'eau qu'en nageant.

La perte de chaleur dans l'eau peut être considérablement réduite en portant des combinaisons de protection spéciales.

Plongée. Les opérations de plongée à plusieurs centaines de mètres sous le niveau de la mer doivent protéger le plongeur des effets de la pression (un ATA soit 0.1 MPa/10 m) et du froid. Respirer de l'air froid (ou un mélange gazeux froid d'hélium et d'oxygène) draine la chaleur corporelle des tissus pulmonaires. Cette perte de chaleur directe du noyau du corps est importante à des pressions élevées et peut facilement atteindre des valeurs supérieures à la production de chaleur métabolique au repos du corps. Il est mal perçu par l'organisme humain. Des températures internes dangereusement basses peuvent se développer sans réaction de frisson si la surface du corps est chaude. Le travail offshore moderne nécessite que le plongeur reçoive une chaleur supplémentaire à la combinaison ainsi qu'à l'appareil respiratoire, pour compenser les importantes pertes de chaleur par convection. En plongée sous-marine, la zone de confort est étroite et plus chaude qu'au niveau de la mer : 30 à 32 ºC à 20 à 30 ATA (2 à 3 MPa) et passant à 32 à 34 ºC jusqu'à 50 ATA (5 MPa).

Facteurs physiologiques : L'immersion dans le froid provoque une forte pulsion respiratoire aiguë. Les réponses initiales comprennent un « halètement inspiratoire », une hyperventilation, une tachycardie, une vasoconstriction périphérique et une hypertension. Une apnée inspiratoire de quelques secondes est suivie d'une ventilation accrue. La réponse est presque impossible à contrôler volontairement. Par conséquent, une personne peut facilement inhaler de l'eau si la mer est agitée et que le corps est submergé. Les premières secondes d'exposition à l'eau très froide sont donc dangereuses et une noyade soudaine peut survenir. Une immersion lente et une protection adéquate du corps réduisent la réaction et permettent un meilleur contrôle de la respiration. La réaction s'estompe progressivement et une respiration normale est généralement obtenue en quelques minutes.

Le taux rapide de perte de chaleur à la surface de la peau souligne l'importance des mécanismes internes (physiologiques ou constitutionnels) pour réduire le flux de chaleur entre le noyau et la peau. La vasoconstriction réduit le flux sanguin des extrémités et préserve la chaleur centrale. L'exercice augmente le flux sanguin des extrémités et, en conjonction avec l'augmentation de la convection externe, il peut en fait accélérer la perte de chaleur malgré la production de chaleur élevée.

Après 5 à 10 min dans de l'eau très froide, la température des extrémités chute rapidement. La fonction neuromusculaire se détériore et la capacité de coordonner et de contrôler les performances musculaires se dégrade. Les performances de nage peuvent être sévèrement réduites et mettre rapidement la personne en danger en eaux libres.

La taille du corps est un autre facteur important. Une personne de grande taille a une plus grande surface corporelle et perd plus de chaleur qu'une personne de petite taille dans des conditions ambiantes données. Cependant, la masse corporelle relativement plus importante compense cela de deux manières. Le taux de production de chaleur métabolique augmente par rapport à la plus grande surface, et la teneur en chaleur à une température corporelle donnée est plus grande. Ce dernier facteur comprend un plus grand tampon pour les pertes de chaleur et un taux plus lent de diminution de la température à cœur. Les enfants sont plus à risque que les adultes.

Le facteur de loin le plus important est la teneur en graisse corporelle, en particulier l'épaisseur de la graisse sous-cutanée. Le tissu adipeux est plus isolant que les autres tissus et est contourné par une grande partie de la circulation périphérique. Une fois que la vasoconstriction s'est produite, la couche de graisse sous-cutanée agit comme une couche supplémentaire. L'effet isolant est presque linéairement lié à l'épaisseur de la couche. Ainsi, les femmes ont en général plus de graisse cutanée que les hommes et perdent moins de chaleur dans les mêmes conditions. De la même manière, les personnes grasses sont mieux loties que les personnes maigres.

Protection personnelle. Comme mentionné précédemment, un séjour prolongé dans les eaux froides et tempérées nécessite une isolation externe supplémentaire sous la forme de combinaisons de plongée, de combinaisons d'immersion ou d'équipements similaires. La combinaison humide en néoprène expansé assure une isolation par l'épaisseur de la matière (cellules fermées de la mousse) et par la « fuite » relativement contrôlée de l'eau vers le microclimat cutané. Ce dernier phénomène se traduit par le réchauffement de cette eau et l'établissement d'une température cutanée plus élevée. Les combinaisons sont disponibles en différentes épaisseurs, offrant plus ou moins d'isolation. Une combinaison humide se comprime en profondeur et perd ainsi une grande partie de son isolation.

La combinaison étanche est devenue la norme à des températures inférieures à 10 ºC. Il permet le maintien d'une température cutanée plus élevée, en fonction de la quantité d'isolation supplémentaire portée sous la combinaison. Il est fondamental que la combinaison ne fuie pas, car de petites quantités d'eau (0.5 à 1 l) réduisent considérablement le pouvoir isolant. Bien que la combinaison étanche se comprime également en profondeur, de l'air sec est automatiquement ou manuellement ajouté depuis la bouteille de plongée pour compenser le volume réduit. Par conséquent, une couche d'air microclimatique d'une certaine épaisseur peut être maintenue, offrant une bonne isolation.

Comme mentionné précédemment, la plongée sous-marine nécessite un chauffage d'appoint. Le gaz respiratoire est préchauffé et la combinaison est chauffée par le rinçage à l'eau chaude de la surface ou de la cloche de plongée. Les techniques de réchauffement plus récentes reposent sur des sous-vêtements chauffés électriquement ou des tubules en circuit fermé remplis de liquide chaud.

Les mains sont particulièrement sensibles au refroidissement et peuvent nécessiter une protection supplémentaire sous la forme de gants isolants ou chauffants.

Expositions sûres. Le développement rapide de l'hypothermie et le danger imminent de mort dû à l'exposition à l'eau froide nécessitent une sorte de prédiction des conditions d'exposition sûres et dangereuses.

La figure 7 illustre les temps de survie prévus pour des conditions typiques au large de la mer du Nord. Le critère appliqué est une baisse de la température centrale à 34 °C pour le dixième centile de la population. Ce niveau est supposé être associé à une personne consciente et gérable. Le port, l'utilisation et le fonctionnement appropriés d'une combinaison étanche doublent le temps de survie prévu. La courbe inférieure se réfère à la personne non protégée immergée dans des vêtements normaux. Comme les vêtements sont complètement imbibés d'eau, l'isolation efficace est très faible, ce qui entraîne des temps de survie courts (modifié de Wissler 1988).

Figure 7. Temps de survie prévus pour des scénarios typiques au large de la mer du Nord.

Travailler dans les régions arctiques et subarctiques

Les régions arctiques et subarctiques du monde comportent des problèmes supplémentaires à ceux du travail à froid normal. La saison froide coïncide avec l'obscurité. Les journées ensoleillées sont courtes. Ces régions couvrent de vastes zones inhabitées ou peu peuplées, comme le nord du Canada, la Sibérie et le nord de la Scandinavie. En plus la nature est rude. Le transport s'effectue sur de grandes distances et prend beaucoup de temps. L'association du froid, de l'obscurité et de l'éloignement nécessite une réflexion particulière en termes d'organisation du travail, de préparation et d'équipement. En particulier, une formation à la survie et aux premiers secours doit être dispensée et le matériel approprié fourni et rendu facilement disponible sur le lieu de travail.

Pour la population active des régions arctiques, il existe de nombreux risques menaçant la santé, comme mentionné ailleurs. Les risques d'accidents et de blessures sont élevés, l'abus de drogues est courant, les modèles culturels créent des problèmes, tout comme la confrontation entre la culture locale/autochtone et les exigences industrielles occidentales modernes. La conduite d'une motoneige est un exemple d'exposition à risques multiples dans des conditions typiques de l'Arctique (voir ci-dessous). Le stress dû au froid est considéré comme l'un des facteurs de risque qui produit des fréquences plus élevées de certaines maladies. L'isolement géographique est un autre facteur produisant différents types de défauts génétiques dans certaines régions d'origine. Les maladies endémiques, par exemple certaines maladies infectieuses, ont également une importance locale ou régionale. Les colons et les travailleurs invités courent également un risque plus élevé de différents types de réactions de stress psychologique secondaires au nouvel environnement, à l'éloignement, aux conditions climatiques difficiles, à l'isolement et à la prise de conscience.

Des mesures spécifiques pour ce type de travaux doivent être envisagées. Les travaux doivent être effectués par groupe de trois, de sorte qu'en cas d'urgence, une personne puisse aller chercher de l'aide tandis qu'une autre reste à s'occuper de la victime, par exemple d'un accident. Les variations saisonnières de la lumière du jour et du climat doivent être prises en compte et les tâches planifiées en conséquence. Les travailleurs doivent être contrôlés pour des problèmes de santé. Si nécessaire, un équipement supplémentaire pour les situations d'urgence ou de survie doit être disponible. Les véhicules tels que les voitures, les camions ou les motoneiges doivent transporter un équipement spécial pour les réparations et les situations d'urgence.

Un problème de travail spécifique dans ces régions est la motoneige. Depuis les années soixante, la motoneige est passée d'un véhicule primitif à faible technologie à un véhicule rapide et techniquement très développé. Il est le plus souvent utilisé pour les loisirs, mais aussi pour le travail (10 à 20 %). Les professions typiques utilisant la motoneige sont la police, le personnel militaire, les éleveurs de rennes, les bûcherons, les agriculteurs, l'industrie du tourisme, les trappeurs et les équipes de recherche et de sauvetage.

L'exposition aux vibrations d'une motoneige signifie un risque très accru de blessures causées par les vibrations pour le conducteur. Le conducteur et les passagers sont exposés à des gaz d'échappement non purifiés. Le bruit produit par le moteur peut induire une perte auditive. En raison de la vitesse élevée, des irrégularités du terrain et de la mauvaise protection du conducteur et des passagers, le risque d'accident est élevé.

Le système musculo-squelettique est exposé à des vibrations et à des positions et charges de travail extrêmes, en particulier lors de la conduite sur des terrains difficiles ou des pentes. Si vous êtes coincé, la manipulation du moteur lourd induit de la transpiration et souvent des problèmes musculo-squelettiques (ex. : lumbago).

Les blessures causées par le froid sont fréquentes chez les motoneigistes. La vitesse du véhicule aggrave l'exposition au froid. Les parties du corps blessées typiques sont en particulier le visage (pourrait dans des cas extrêmes inclure la cornée), les oreilles, les mains et les pieds.

Les motoneiges sont généralement utilisées dans des régions éloignées où le climat, le terrain et d'autres conditions contribuent aux risques.

Le casque de motoneige doit être développé pour la situation de travail sur la motoneige en tenant compte des risques d'exposition spécifiques produits par le véhicule lui-même, les conditions du terrain et le climat. Les vêtements doivent être chauds, coupe-vent et souples. Les transitoires d'activité rencontrés lors de la conduite d'une motoneige sont difficiles à intégrer dans un seul système vestimentaire et nécessitent une attention particulière.

La circulation des motoneiges dans les régions éloignées présente également un problème de communication. L'organisation du travail et l'équipement doivent assurer une communication sûre avec le port d'attache. Un équipement supplémentaire doit être transporté pour gérer les situations d'urgence et permettre une protection suffisamment longue pour que l'équipe de secours puisse fonctionner. Ces équipements comprennent, par exemple, un sac à vent, des vêtements supplémentaires, du matériel de premiers secours, une pelle à neige, un kit de réparation et du matériel de cuisine.

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La prévention des effets physiopathologiques de l'exposition au froid doit être considérée de deux points de vue : le premier concerne les effets physiopathologiques observés lors d'une exposition générale au froid (c'est-à-dire l'ensemble du corps), et le second concerne ceux observés lors d'une exposition locale au froid. froid, affectant principalement les extrémités (mains et pieds). Les mesures préventives à cet égard visent à réduire l'incidence des deux principaux types de stress dû au froid, soit l'hypothermie accidentelle et les engelures des extrémités. Une approche à deux volets est requise : des méthodes physiologiques (p. ex. alimentation et hydratation adéquates, développement de mécanismes d'adaptation) et des mesures pharmacologiques et technologiques (p. ex. abri, habillement). Au final, toutes ces méthodes visent à augmenter la tolérance au froid tant au niveau général que local. De plus, il est essentiel que les travailleurs exposés au froid aient l'information et la compréhension de ces blessures nécessaires pour assurer une prévention efficace.

Méthodes physiologiques pour prévenir les blessures causées par le froid

L'exposition au froid chez l'être humain au repos s'accompagne d'une vasoconstriction périphérique, qui limite les pertes de chaleur cutanées, et d'une production métabolique de chaleur (essentiellement par l'activité du frisson), qui implique la nécessité d'une prise alimentaire. La dépense d'énergie nécessaire à toute activité physique dans le froid est augmentée du fait de la difficulté de marcher dans la neige ou sur la glace et de l'utilisation fréquente d'équipements lourds. De plus, la perte d'eau peut être importante du fait de la sudation associée à cette activité physique. Si cette perte d'eau n'est pas compensée, une déshydratation peut survenir, augmentant la susceptibilité aux engelures. La déshydratation est souvent aggravée non seulement par la restriction volontaire de l'apport en eau en raison de la difficulté à absorber suffisamment de liquide (l'eau disponible peut être gelée ou il peut être nécessaire de faire fondre la neige) mais aussi par la tendance à éviter une miction suffisamment fréquente (urination) , ce qui oblige à sortir du refuge. Le besoin en eau dans le froid est difficile à estimer car il dépend de la charge de travail de chacun et de l'isolation des vêtements. Mais dans tous les cas, les apports hydriques doivent être abondants et sous forme de boissons chaudes (5 à 6 l par jour en cas d'activité physique). L'observation de la couleur de l'urine, qui doit rester claire, donne une bonne indication de l'évolution des apports hydriques.

En ce qui concerne l'apport calorique, on peut supposer qu'une augmentation de 25 à 50 % en climat froid, par rapport aux climats tempérés ou chauds, est nécessaire. Une formule permet de calculer l'apport calorique (en kcal) indispensable à l'équilibre énergétique dans le froid par personne et par jour : kcal/personne par jour = 4,151 28.62 – XNUMXT_a, Où T_a est la température ambiante en °C (1 kcal = 4.18 joules). Ainsi, pour une T_a de –20 ºC, un besoin d'environ 4,723 2.0 kcal (10 x XNUMX⁴ J) doit être anticipé. La prise alimentaire ne semble pas devoir être modifiée qualitativement pour éviter les troubles digestifs de type diarrhée. Par exemple, la ration pour temps froid (RCW) de l'armée américaine se compose de 4,568 1.9 kcal (10 x XNUMX⁴ J), sous forme déshydratée, par jour et par personne, et se répartit qualitativement comme suit : 58 % de glucides, 11 % de protéines et 31 % de lipides (Edwards, Roberts et Mutter 1992). Les aliments déshydratés ont l'avantage d'être légers et faciles à préparer, mais ils doivent être réhydratés avant consommation.

Dans la mesure du possible, les repas doivent être pris chauds et répartis en petit-déjeuner et déjeuner en quantités normales. Un complément est apporté par des soupes chaudes, des biscuits secs et des barres de céréales grignotées tout au long de la journée, et en augmentant l'apport calorique au dîner. Ce dernier expédient augmente la thermogenèse induite par l'alimentation et aide le sujet à s'endormir. La consommation d'alcool est extrêmement déconseillée en climat froid car l'alcool induit une vasodilatation cutanée (source de perte de chaleur) et augmente la diurèse (source de perte d'eau), tout en modifiant la sensibilité de la peau et en altérant le jugement (facteurs fondamentaux impliqués dans la reconnaissance des premiers signes de blessure par le froid). Une consommation excessive de boissons contenant de la caféine est également nocive car cette substance a un effet vasoconstricteur périphérique (risque accru d'engelures) et un effet diurétique.

En plus d'une alimentation adéquate, le développement de mécanismes d'adaptation généraux et locaux peut réduire l'incidence des blessures causées par le froid et améliorer les performances psychologiques et physiques en réduisant le stress causé par un environnement froid. Cependant, il est nécessaire de définir les concepts de adaptation, acclimatation et habituation au froid, les trois termes variant dans leurs implications selon l'usage des différents théoriciens.

Selon Eagan (1963), le terme adaptation au froid est un terme générique. Il regroupe sous le concept d'adaptation les concepts d'adaptation génétique, d'acclimatation et d'accoutumance. L'adaptation génétique fait référence aux changements physiologiques transmis génétiquement qui favorisent la survie dans un environnement hostile. Bligh et Johnson (1973) font la différence entre l'adaptation génétique et l'adaptation phénotypique, définissant le concept d'adaptation comme « des changements qui réduisent la tension physiologique produite par une composante stressante de l'environnement total ».

Acclimatation peut être définie comme une compensation fonctionnelle qui s'établit sur une période de plusieurs jours à plusieurs semaines en réponse soit à des facteurs complexes de l'environnement tels que les variations climatiques en milieu naturel, soit à un facteur unique de l'environnement, comme en laboratoire (l'"acclimatation artificielle" ou "l'acclimatation" de ces écrivains) (Eagan 1963).

Habituation est le résultat d'une modification des réponses physiologiques résultant d'une diminution des réponses du système nerveux central à certains stimuli (Eagan 1963). Cette accoutumance peut être spécifique ou générale. L'accoutumance spécifique est le processus impliqué lorsqu'une certaine partie du corps s'habitue à un stimulus répété, tandis que l'accoutumance générale est celle par laquelle tout le corps s'habitue à un stimulus répété. L'adaptation locale ou générale au froid s'acquiert généralement par accoutumance.

Tant en laboratoire qu'en milieu naturel, différents types d'adaptation générale au froid ont été observés. Hammel (1963) a établi une classification de ces différents types d'adaptation. L'adaptation de type métabolique se manifeste par le maintien de la température interne combiné à une plus grande production de chaleur métabolique, comme chez les Alacalufs de la Terre de Feu ou les Indiens de l'Arctique. L'adaptation de type isolationnel se manifeste également par un maintien de la température interne mais avec une diminution de la température cutanée moyenne (aborigènes de la côte tropicale d'Australie). L'adaptation de type hypothermique se traduit par une baisse plus ou moins importante de la température interne (tribu du désert du Kalahari, Indiens Quechua du Pérou). Enfin, il existe une adaptation de type mixte isolationnelle et hypothermique (aborigènes d'Australie centrale, Lapons, Amas plongeurs coréens).

En réalité, ce classement n'a qu'un caractère qualitatif et ne prend pas en compte toutes les composantes du bilan thermique. Nous avons donc récemment proposé une classification non seulement qualitative mais aussi quantitative (voir tableau 1). La seule modification de la température corporelle n'indique pas nécessairement l'existence d'une adaptation générale au froid. En effet, une modification du délai de déclenchement du frisson est un bon indicateur de la sensibilité du système de thermorégulation. Bittel (1987) a également proposé la réduction de la dette thermique comme indicateur d'adaptation au froid. De plus, cet auteur a démontré l'importance de l'apport calorique dans le développement des mécanismes d'adaptation. Nous avons confirmé cette observation dans notre laboratoire : des sujets acclimatés au froid en laboratoire à 1 °C pendant 1 mois de manière discontinue ont développé une adaptation de type hypothermique (Savourey et al. 1994, 1996). L'hypothermie est directement liée à la réduction du pourcentage de la masse grasse corporelle. Le niveau d'aptitude physique aérobie (VO_2max) ne semble pas impliquée dans le développement de ce type d'adaptation au froid (Bittel et al. 1988 ; Savourey, Vallerand et Bittel 1992). L'adaptation de type hypothermique apparaît la plus avantageuse car elle maintient les réserves énergétiques en retardant l'apparition des frissons mais sans que l'hypothermie soit dangereuse (Bittel et al. 1989). Des travaux récents au laboratoire ont montré qu'il est possible d'induire ce type d'adaptation en soumettant des personnes à une immersion localisée intermittente des membres inférieurs dans de l'eau glacée. De plus, ce type d'acclimatation a développé un « syndrome polaire de tri-iodothyronine » décrit par Reed et ses collaborateurs en 1990 chez des sujets ayant passé de longues périodes dans la région polaire. Ce syndrome complexe reste mal connu et se traduit principalement par une diminution du pool de tri-iodothyronine totale aussi bien lorsque le milieu est thermiquement neutre que lors d'expositions aiguës au froid. La relation entre ce syndrome et l'adaptation de type hypothermique reste cependant à définir (Savourey et al. 1996).

Tableau 1. Mécanismes généraux d'adaptation au froid étudiés lors d'un test de froid standard réalisé avant et après une période d'acclimatation.

L'adaptation locale des extrémités est bien documentée (LeBlanc 1975). Elle a été étudiée tant chez des tribus indigènes ou des groupes professionnels naturellement exposés au froid dans les extrémités (Esquimaux, Lapons, pêcheurs de l'île de Gaspé, fish sculpteurs anglais, facteurs au Québec) que chez des sujets artificiellement adaptés en laboratoire. Toutes ces études ont montré que cette adaptation se traduit par des températures cutanées plus élevées, moins de douleur et une vasodilatation paradoxale plus précoce qui se produit à des températures cutanées plus élevées, permettant ainsi la prévention des engelures. Ces modifications sont essentiellement liées à une augmentation du flux sanguin cutané périphérique et non à une production locale de chaleur au niveau musculaire, comme nous l'avons montré récemment (Savourey, Vallerand et Bittel 1992). L'immersion des extrémités plusieurs fois par jour dans de l'eau froide (5°C) pendant plusieurs semaines est suffisante pour induire la mise en place de ces mécanismes d'adaptation locaux. En revanche, il existe peu de données scientifiques sur la persistance de ces différents types d'adaptation.

Méthodes pharmacologiques pour prévenir les blessures causées par le froid

L'utilisation de médicaments pour améliorer la tolérance au froid a fait l'objet de nombreuses études. La tolérance générale au froid peut être améliorée en favorisant la thermogenèse avec des médicaments. En effet, il a été montré chez l'homme que l'activité du frisson s'accompagne notamment d'une augmentation de l'oxydation des glucides, associée à une consommation accrue de glycogène musculaire (Martineau et Jacob 1988). Les composés méthylxanthiniques exercent leurs effets en stimulant le système sympathique, exactement comme le froid, augmentant ainsi l'oxydation des glucides. Cependant, Wang, Man et Bel Castro (1987) ont montré que la théophylline était inefficace pour prévenir la chute de la température corporelle chez des sujets humains au repos au froid. En revanche, l'association de la caféine à l'éphédrine permet un meilleur maintien de la température corporelle dans les mêmes conditions (Vallerand, Jacob et Kavanagh 1989), tandis que l'ingestion de caféine seule ne modifie ni la température corporelle ni la réponse métabolique (Kenneth et al .1990). La prévention pharmacologique des effets du froid au niveau général est encore un sujet de recherche. Au niveau local, peu d'études ont été réalisées sur la prévention pharmacologique des engelures. A partir d'un modèle animal d'engelures, un certain nombre de médicaments ont été testés. Les antiagrégants plaquettaires, les corticoïdes ainsi que diverses autres substances ont un effet protecteur à condition d'être administrés avant la période de réchauffement. A notre connaissance, aucune étude n'a été réalisée chez l'homme à ce sujet.

Méthodes techniques pour prévenir les blessures causées par le froid

Ces méthodes sont un élément de base dans la prévention des blessures par le froid, et sans leur utilisation, les êtres humains seraient incapables de vivre dans des zones climatiques froides. La construction d'abris, l'utilisation d'une source de chaleur ainsi que l'utilisation de vêtements permettent de vivre dans des régions très froides en créant un microclimat ambiant favorable. Cependant, les avantages procurés par la civilisation ne sont parfois pas disponibles (dans le cas d'expéditions civiles et militaires, de naufragés, de blessés, de vagabonds, de victimes d'avalanches, etc.). Ces groupes sont donc particulièrement exposés aux dommages causés par le froid.

Précautions pour le travail au froid

Le problème du conditionnement au travail au froid concerne principalement les personnes qui n'ont pas l'habitude de travailler au froid et/ou qui viennent de zones climatiques tempérées. L'information sur les blessures pouvant être causées par le froid est d'une importance fondamentale, mais il est également nécessaire d'acquérir des informations sur un certain nombre de comportements. Tout travailleur en zone froide doit connaître les premiers signes de blessure, notamment localisée (couleur de la peau, douleur). Le comportement vis-à-vis de l'habillement est primordial : plusieurs couches de vêtement permettent d'adapter l'isolation apportée par le vêtement aux niveaux de dépense énergétique et d'agression extérieure du moment. Les vêtements mouillés (pluie, sueur) doivent être séchés. Une attention toute particulière doit être accordée à la protection des mains et des pieds (pas de bandages serrés, attention à une couverture adéquate, changement de chaussettes en temps opportun, disons deux ou trois fois par jour, à cause de la transpiration). Le contact direct avec tout objet métallique froid doit être évité (risque de gelures immédiates). Les vêtements doivent être garantis contre le froid et testés avant toute exposition au froid. Les règles d'alimentation doivent être rappelées (attention aux apports caloriques et aux besoins d'hydratation). L'abus d'alcool, de caféine et de nicotine doit être interdit. Les équipements accessoires (abris, tentes, sacs de couchage) doivent être contrôlés. La condensation dans les tentes et les sacs de couchage doit être éliminée afin d'éviter la formation de glace. Les travailleurs ne doivent pas souffler dans leurs gants pour les réchauffer, sinon cela provoquerait également la formation de glace. Enfin, des recommandations doivent être faites pour améliorer la condition physique. En effet, un bon niveau de condition physique aérobie permet une plus grande thermogenèse par grand froid (Bittel et al. 1988) mais assure également une meilleure endurance physique, facteur favorable en raison de la perte d'énergie supplémentaire liée à l'activité physique dans le froid.

Les personnes d'âge moyen doivent faire l'objet d'une surveillance attentive car elles sont plus sensibles aux blessures par le froid que les personnes plus jeunes en raison de leur réponse vasculaire plus limitée. Une fatigue excessive et une occupation sédentaire augmentent le risque de blessure. Les personnes atteintes de certaines conditions médicales (urticaire au froid, syndrome de Raynaud, angine de poitrine, gelures antérieures) doivent éviter l'exposition au froid intense. Certains conseils supplémentaires peuvent être utiles : protéger la peau exposée contre le rayonnement solaire, protéger les lèvres avec des crèmes spéciales et protéger les yeux avec des lunettes de soleil contre les rayons ultraviolets.

Lorsqu'un problème survient, les travailleurs dans une zone froide doivent rester calmes, ne doivent pas se séparer du groupe et doivent maintenir leur chaleur corporelle en creusant des trous et en se serrant les uns contre les autres. Une attention particulière doit être portée à la fourniture de nourriture et aux moyens d'appel à l'aide (radio, fusées de détresse, miroirs de signalisation, etc.). En cas de risque d'immersion en eau froide, des canots de sauvetage doivent être prévus ainsi que des équipements étanches et offrant une bonne isolation thermique. En cas de naufrage sans embarcation de sauvetage, l'individu doit essayer de limiter au maximum les déperditions de chaleur en s'accrochant aux matériaux flottants, en se recroquevillant et en nageant avec modération le torse hors de l'eau si possible, car la convection créée par la nage augmente considérablement perte de chaleur. Boire de l'eau de mer est nocif en raison de sa forte teneur en sel.

Modification des tâches dans le froid

En zone froide, les tâches de travail sont considérablement modifiées. Le poids des vêtements, le port de charges (tentes, nourriture, etc.) et la nécessité de traverser des terrains difficiles augmentent l'énergie dépensée par l'activité physique. De plus, le mouvement, la coordination et la dextérité manuelle sont entravés par les vêtements. Le champ de vision est souvent réduit par le port de lunettes de soleil. De plus, la perception du fond est altérée et réduite à 6 m lorsque la température de l'air sec est inférieure à –18 ºC ou lorsqu'il y a du vent. La visibilité peut être nulle en cas de chute de neige ou de brouillard. La présence de gants rend difficile certaines tâches nécessitant un travail fin. À cause de la condensation, les outils sont souvent recouverts de glace et les saisir à mains nues comporte un certain risque d'engelures. La structure physique des vêtements est altérée par le froid extrême et la glace qui peut se former sous l'effet du gel combiné à la condensation bloque souvent les fermetures à glissière. Enfin, les carburants doivent être protégés contre le gel par l'utilisation d'antigel.

Ainsi, pour l'exécution optimale des tâches dans un climat froid, il doit y avoir plusieurs couches de vêtements ; protection adéquate des extrémités; mesures contre la condensation dans les vêtements, sur les outils et dans les tentes ; et réchauffement régulier dans un abri chauffé. Les tâches de travail doivent être entreprises comme une séquence de tâches simples, si possible exécutées par deux équipes de travail, l'une travaillant pendant que l'autre se chauffe. L'inactivité dans le froid doit être évitée, ainsi que le travail solitaire, loin des chemins fréquentés. Une personne compétente peut être désignée comme responsable de la protection et de la prévention des accidents.

En conclusion, il apparaît qu'une bonne connaissance de la blessure par le froid, une connaissance de l'environnement, une bonne préparation (forme physique, alimentation, induction des mécanismes d'adaptation), une tenue vestimentaire adaptée et une répartition adaptée des tâches peuvent prévenir la blessure par le froid. En cas de blessure, le pire peut être évité grâce à une assistance rapide et à un traitement immédiat.

Vêtements de protection : vêtements imperméables

Le port de vêtements étanches a pour but de protéger contre les conséquences d'une immersion accidentelle et concerne donc non seulement tous les travailleurs susceptibles de subir de tels accidents (marins, pilotes de ligne) mais également ceux travaillant en eau froide (plongeurs professionnels). Tableau 2, extrait de la Atlas océanographique de l'océan nord-américain, montre que même en Méditerranée occidentale la température de l'eau dépasse rarement 15°C. En conditions d'immersion, le temps de survie d'un individu habillé avec une bouée de sauvetage mais sans équipement anti-immersion a été estimé à 1.5h6 en Baltique et 12h en Méditerranée en janvier, alors qu'en août il est de XNUMXh en Baltique et n'est limité que par l'épuisement en Méditerranée. Le port d'équipements de protection est donc une nécessité pour les travailleurs en mer, notamment ceux susceptibles d'être immergés sans assistance immédiate.

Tableau 2. Moyenne mensuelle et annuelle du nombre de jours où la température de l'eau est inférieure à 15 °C.

Les difficultés de réalisation de tels équipements sont complexes, car il faut tenir compte d'exigences multiples, souvent contradictoires. Ces contraintes incluent : (1) le fait que la protection thermique doit être efficace dans l'air comme dans l'eau sans gêner l'évaporation de la sueur (2) la nécessité de maintenir le sujet à la surface de l'eau et (3) les tâches à accomplir en dehors. L'équipement doit en outre être conçu en fonction du risque encouru. Cela nécessite une définition précise des besoins anticipés : environnement thermique (température de l'eau, de l'air, du vent), délai avant l'arrivée des secours, présence ou non d'une embarcation de sauvetage, par exemple. Les caractéristiques d'isolation du vêtement dépendent des matériaux utilisés, des contours du corps, de la compressibilité du tissu de protection (qui détermine l'épaisseur de la couche d'air emprisonnée dans le vêtement du fait de la pression exercée par l'eau), et l'humidité qui peut être présente dans les vêtements. La présence d'humidité dans ce type de vêtement dépend principalement de son étanchéité. L'évaluation de ces équipements doit tenir compte de l'efficacité de la protection thermique assurée non seulement dans l'eau mais aussi dans l'air froid, et impliquer à la fois des estimations du temps de survie probable en fonction des températures de l'eau et de l'air, du stress thermique anticipé et de la gêne mécanique possible du vêtement (Boutelier 1979). Enfin, des tests d'étanchéité effectués sur un sujet en mouvement permettront de détecter d'éventuelles lacunes à cet égard. En définitive, les équipements anti-immersion doivent répondre à trois exigences :

• Il doit assurer une protection thermique efficace à la fois dans l'eau et dans l'air.
• Il doit être confortable.
• Il ne doit être ni trop contraignant ni trop lourd.

Pour répondre à ces exigences, deux principes ont été adoptés : soit utiliser un matériau qui n'est pas étanche mais conserve ses propriétés isolantes dans l'eau (comme c'est le cas des combinaisons dites « mouillées »), soit assurer une étanchéité totale avec des matériaux qui sont en plus isolants (combinaison « sèche »). A l'heure actuelle, le principe du vêtement humide est de moins en moins appliqué, notamment dans l'aviation. Au cours de la dernière décennie, l'Organisation maritime internationale a recommandé l'utilisation d'une combinaison anti-immersion ou de survie répondant aux critères de la convention internationale pour la sauvegarde de la vie humaine en mer (SOLAS) adoptée en 1974. Ces critères concernent notamment l'isolation, infiltration minimale d'eau dans la combinaison, la taille de la combinaison, l'ergonomie, la compatibilité avec les aides à la flottaison et les procédures de test. Cependant, l'application de ces critères pose un certain nombre de problèmes (notamment ceux liés à la définition des tests à appliquer).

Bien que connues de très longue date puisque les Esquimaux utilisaient des peaux de phoque ou des boyaux de phoque cousus ensemble, les combinaisons anti-immersion sont difficiles à perfectionner et les critères de standardisation seront probablement revus dans les années à venir.

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Le stress dû au froid est défini comme une charge thermique sur le corps sous laquelle des pertes de chaleur supérieures à la normale sont anticipées et des actions thermorégulatrices compensatoires sont nécessaires pour maintenir le corps thermiquement neutre. Les pertes de chaleur normales font donc référence à ce que les gens subissent normalement dans des conditions de vie à l'intérieur (température de l'air de 20 à 25 ºC).

Contrairement aux conditions de chaleur, les vêtements et l'activité sont des facteurs positifs dans le sens où plus de vêtements réduisent la perte de chaleur et plus d'activité signifie une production de chaleur interne plus élevée et un plus grand potentiel d'équilibrage de la perte de chaleur. En conséquence, les méthodes d'évaluation se concentrent sur la détermination de la protection requise (vêtements) à des niveaux d'activité donnés, des niveaux d'activité requis pour une protection donnée ou des valeurs de « température » ​​pour des combinaisons données des deux (Burton et Edholm 1955 ; Holmér 1988 ; Parsons 1993).

Il est important de reconnaître, cependant, qu'il existe des limites quant à la quantité de vêtements pouvant être portés et au niveau d'activité pouvant être maintenu pendant de longues périodes. Les vêtements de protection contre le froid ont tendance à être volumineux et boitillants. Plus d'espace est nécessaire pour le mouvement et les mouvements. Le niveau d'activité peut être déterminé par un travail rythmé mais devrait, de préférence, être contrôlé par l'individu. Pour chaque individu, il existe un certain taux de production d'énergie le plus élevé, en fonction de la capacité de travail physique, qui peut être maintenu pendant des périodes prolongées. Ainsi, une capacité de travail physique élevée peut être avantageuse pour des expositions prolongées et extrêmes.

Cet article traite des méthodes d'évaluation et de contrôle du stress dû au froid. Les problèmes liés aux aspects organisationnels, psychologiques, médicaux et ergonomiques sont traités ailleurs.

Travail à froid

Le travail à froid englobe une variété de conditions dans des conditions naturelles et artificielles. L'exposition au froid la plus extrême est associée aux missions dans l'espace. Cependant, les conditions de travail à froid à la surface de la terre couvrent une plage de température supérieure à 100 ºC (tableau 1). Naturellement, l'ampleur et la sévérité du stress dû au froid devraient augmenter avec la baisse de la température ambiante.

Tableau 1. Températures de l'air de divers environnements de travail froids

Source : modifié à partir de Holmér 1993.

Il ressort clairement d'un tableau que d'importantes populations de travailleurs de plein air dans de nombreux pays subissent un stress dû au froid plus ou moins sévère. De plus, le travail en entrepôt frigorifique se produit dans toutes les régions du monde. Des enquêtes dans les pays scandinaves révèlent qu'environ 1 % de la population active totale considèrent le froid comme un facteur de gêne majeur sur le lieu de travail.

Types de stress dû au froid

Les types de stress au froid suivants peuvent être définis :

• refroidissement de tout le corps
• refroidissement local, y compris le refroidissement des extrémités, le refroidissement convectif de la peau (refroidissement éolien), le refroidissement conducteur de la peau (refroidissement par contact) et le refroidissement des voies respiratoires.

Très probablement, plusieurs, voire tous, peuvent être présents en même temps.

L'évaluation du stress dû au froid implique la détermination d'un risque d'un ou plusieurs des effets mentionnés. Typiquement, le tableau 2 peut être utilisé comme première classification approximative. En général, le stress dû au froid augmente, plus le niveau d'activité physique est faible et moins la protection disponible est importante.

Tableau 2. Classification schématique du travail à froid

Les informations données dans le tableau doivent être interprétées comme un signal d'action. En d'autres termes, le type particulier de stress dû au froid doit être évalué et contrôlé, si nécessaire. À des températures modérées, les problèmes associés à l'inconfort et aux pertes de fonction dues au refroidissement local prévalent. À des températures plus basses, le risque imminent d'une blessure due au froid en tant que séquelle des autres effets est le facteur important. Pour de nombreux effets, des relations discrètes entre le niveau de stress et l'effet n'existent pas encore. Il ne peut pas être exclu qu'un problème de froid particulier puisse persister également en dehors de la plage de températures indiquée par le tableau.

Méthodes d'évaluation

Les méthodes d'évaluation de la contrainte due au froid sont présentées dans le rapport technique ISO 11079 (ISO TR 11079, 1993). D'autres normes concernant la détermination de la production de chaleur métabolique (ISO 8996, 1988), l'estimation des caractéristiques thermiques des vêtements (ISO 9920, 1993) et les mesures physiologiques (ISO DIS 9886, 1989c) fournissent des informations complémentaires utiles pour l'évaluation du stress dû au froid.

La figure 1 décrit les relations entre les facteurs climatiques, l'effet de refroidissement prévu et la méthode d'évaluation recommandée. De plus amples détails sur les méthodes et la collecte de données sont donnés ci-dessous.

Figure 1. Évaluation du stress dû au froid en relation avec les facteurs climatiques et les effets de refroidissement.

Refroidissement de tout le corps

Le risque de refroidissement de tout le corps est déterminé en analysant les conditions d'équilibre de la chaleur corporelle. Le niveau d'isolation des vêtements requis pour l'équilibre thermique à des niveaux définis de contrainte physiologique est calculé à l'aide d'une équation mathématique d'équilibre thermique. La valeur d'isolation requise calculée, IREQ, peut être considérée comme un indice de contrainte à froid. La valeur indique un niveau de protection (exprimé en clo). Plus la valeur est élevée, plus le risque de déséquilibre de la chaleur corporelle est élevé. Les deux niveaux d'effort correspondent à un niveau bas (sensation neutre ou « de confort ») et à un niveau haut (sensation légèrement froide à froide).

L'utilisation de l'IREQ comprend trois étapes d'évaluation :

• détermination de l'IREQ pour des conditions d'exposition données
• comparaison de l'IREQ avec le niveau de protection procuré par les vêtements
• détermination du temps d'exposition si le niveau de protection est inférieur à l'IREQ

La figure 2 montre les valeurs IREQ pour une faible contrainte physiologique (sensation thermique neutre). Les valeurs sont données pour différents niveaux d'activité.

Figure 2. Valeurs IREQ nécessaires pour maintenir une contrainte physiologique de bas niveau (sensation thermique neutre) à différentes températures.

Les méthodes d'estimation des niveaux d'activité sont décrites dans la norme ISO 7243 (tableau 3).

Tableau 3. Classification des niveaux de taux métabolique

Source : ISO 7243 1989a

Une fois l'IREQ déterminé pour des conditions données, la valeur est comparée au niveau de protection offert par les vêtements. Le niveau de protection d'un ensemble vestimentaire est déterminé par sa valeur d'isolation (« valeur clo »). Cette propriété est mesurée selon le projet de norme européenne prEN-342 (1992). Elle peut également être dérivée des valeurs d'isolation de base fournies dans les tableaux (ISO 9920).

Le tableau 4. fournit des exemples de valeurs d'isolation de base pour des ensembles typiques. Les valeurs doivent être corrigées pour la réduction présumée causée par les mouvements du corps et la ventilation. En règle générale, aucune correction n'est effectuée pour le niveau de repos. Les valeurs sont réduites de 10 % pour les travaux légers et de 20 % pour les niveaux d'activité plus élevés.

Tableau 4. Exemples de valeurs d'isolement de base (I^cl) de vêtements*

*Le niveau de protection nominal s'applique uniquement aux conditions statiques et sans vent (au repos). Les valeurs doivent être réduites avec un niveau d'activité accru.

Source : Modifié à partir de l'ISO/TR-11079 1993.

Le niveau de protection offert par les meilleurs systèmes vestimentaires disponibles correspond à 3 à 4 clo. Lorsque le système vestimentaire disponible ne fournit pas une isolation suffisante, un délai est calculé pour les conditions réelles. Ce délai dépend de la différence entre l'isolation des vêtements requise et celle des vêtements disponibles. Étant donné qu'une protection complète contre le refroidissement n'est plus atteinte, la limite de temps est calculée sur la base d'une réduction anticipée de la chaleur corporelle. De même, un temps de récupération peut être calculé pour restituer la même quantité de chaleur.

La figure 3 montre des exemples de délais pour des travaux légers et modérés avec deux niveaux d'isolation des vêtements. Les délais pour d'autres combinaisons peuvent être estimés par interpolation. La figure 4 peut être utilisée comme ligne directrice pour l'évaluation du temps d'exposition, lorsque les meilleurs vêtements de protection contre le froid sont disponibles.

Figure 3. Limites de temps pour les travaux légers et modérés avec deux niveaux d'isolation des vêtements.

Figure 4. Valeurs IREQ pondérées dans le temps pour une exposition intermittente et continue au froid.

Les expositions intermittentes comprennent généralement des périodes de travail interrompues par des pauses d'échauffement ou par des périodes de travail dans un environnement plus chaud. Dans la plupart des cas, peu ou pas de remplacement des vêtements a lieu (principalement pour des raisons pratiques). L'IREQ peut ensuite être déterminé pour l'exposition combinée sous la forme d'une moyenne pondérée dans le temps. La période de calcul de la moyenne ne doit pas dépasser une à deux heures. Les valeurs IREQ pondérées dans le temps pour certains types d'exposition intermittente sont données à la figure 4.

Les valeurs de l'IREQ et les délais doivent être indicatifs plutôt que normatifs. Ils se réfèrent à la personne moyenne. La variation individuelle en termes de caractéristiques, d'exigences et de préférences est importante. Une grande partie de cette variation doit être gérée en sélectionnant des ensembles vestimentaires avec une grande flexibilité en termes, par exemple, d'ajustement du niveau de protection.

Refroidissement des extrémités

Les extrémités, en particulier les doigts et les orteils, sont susceptibles de se refroidir. À moins qu'un apport de chaleur suffisant par le sang chaud puisse être maintenu, la température des tissus chute progressivement. Le flux sanguin des extrémités est déterminé par les besoins énergétiques (nécessaires à l'activité musculaire) ainsi que par les besoins thermorégulateurs. Lorsque l'équilibre thermique du corps entier est mis à l'épreuve, la vasoconstriction périphérique aide à réduire les pertes de chaleur centrale au détriment des tissus périphériques. Avec une activité élevée, plus de chaleur est disponible et le flux sanguin des extrémités peut être plus facilement maintenu.

La protection offerte par les vêtements pour les mains et les chaussures en termes de réduction des pertes de chaleur est limitée. Lorsque l'apport de chaleur à l'extrémité est faible (par exemple, en cas de repos ou de faible activité), l'isolation nécessaire pour garder les mains et les pieds au chaud est très importante (van Dilla, Day et Siple 1949). La protection offerte par les gants et les mitaines ne fournit qu'un ralentissement de la vitesse de refroidissement et, par conséquent, des temps plus longs pour atteindre une température critique. Avec des niveaux d'activité plus élevés, une protection améliorée permet de garder les mains et les pieds au chaud à des températures ambiantes plus basses.

Aucune méthode standard n'est disponible pour l'évaluation du refroidissement des extrémités. Cependant, l'ISO TR 11079 recommande 24 ºC et 15 ºC comme températures critiques des mains pour les niveaux de stress faible et élevé, respectivement. La température du bout des doigts peut facilement être inférieure de 5 à 10 °C à la température moyenne de la peau de la main ou simplement à la température du dos de la main.

Les informations données dans la figure 5 sont utiles pour déterminer les temps d'exposition acceptables et la protection requise. Les deux courbes se réfèrent à des conditions avec et sans vasoconstriction (niveau d'activité élevé et faible). De plus, on suppose que l'isolation des doigts est élevée (deux clo) et que des vêtements adéquats sont utilisés.

Figure 5. Protection des doigts.

Un ensemble similaire de courbes devrait s'appliquer aux orteils. Cependant, plus de clo peut être disponible pour la protection des pieds, ce qui entraîne des temps d'exposition plus longs. Néanmoins, il ressort des figures 3 et 5 que le refroidissement des extrémités est très probablement plus critique pour le temps d'exposition que le refroidissement du corps entier.

La protection apportée par les gants est évaluée en utilisant les méthodes décrites dans la norme européenne EN-511 (1993). L'isolation thermique de l'ensemble du vêtement est mesurée avec un modèle de main chauffé électriquement. Une vitesse de vent de 4 m/s est utilisée pour simuler des conditions d'usure réalistes. Les performances sont données en quatre classes (tableau 5).

Tableau 5. Classification de la résistance thermique (I) au refroidissement par convection des vêtements

Source : Basé sur EN 511 (1993).

Contacter le froid

Le contact entre la main nue et des surfaces froides peut réduire rapidement la température de la peau et provoquer des blessures par le froid. Des problèmes peuvent survenir avec des températures de surface aussi élevées que 15 ºC. En particulier, les surfaces métalliques offrent d'excellentes propriétés conductrices et peuvent rapidement refroidir les zones cutanées en contact.

À l'heure actuelle, aucune méthode standard n'existe pour l'évaluation générale du refroidissement par contact. Les recommandations suivantes peuvent être données (ACGIH 1990 ; Chen, Nilsson et Holmér 1994 ; Enander 1987) :

• Un contact prolongé avec des surfaces métalliques en dessous de 15 ºC peut altérer la dextérité.
• Un contact prolongé avec des surfaces métalliques en dessous de 7 ºC peut provoquer un engourdissement.
• Un contact prolongé avec des surfaces métalliques en dessous de 0 ºC peut provoquer des engelures ou des engelures.
• Un bref contact avec des surfaces métalliques en dessous de –7 °C peut provoquer des engelures ou des engelures.
• Tout contact avec des liquides à température inférieure à zéro doit être évité.

D'autres matériaux présentent une séquence de dangers similaire, mais les températures sont plus basses avec des matériaux moins conducteurs (plastiques, bois, mousse).

La protection contre le refroidissement par contact fournie par les gants peut être déterminée à l'aide de la norme européenne EN 511. Quatre classes de performance sont données (tableau 6).

Tableau 6. Classification de la résistance thermique de contact des gants (I)

Source : Basé sur EN 511 (1993).

Refroidissement convectif de la peau

L'indice de refroidissement éolien (WCI) représente une méthode simple et empirique d'évaluation du refroidissement de la peau non protégée (visage) (ISO TR 11079). La méthode prédit la perte de chaleur des tissus sur la base de la température de l'air et de la vitesse du vent.

Les réponses associées aux différentes valeurs de WCI sont indiquées dans le tableau 7.

Tableau 7. Indice de refroidissement éolien (WCI), température de refroidissement équivalente (T_eq ) et temps de congélation de la chair exposée

Une interprétation fréquemment utilisée de WCI est la température de refroidissement équivalente. Cette température dans des conditions calmes (1.8 m/s) représente la même valeur WCI que la combinaison réelle de température et de vent. Le tableau 8 fournit des températures de refroidissement équivalentes pour des combinaisons de température de l'air et de vitesse du vent. Le tableau s'applique aux personnes actives et bien habillées. Un risque est présent lorsque la température équivalente descend en dessous de -30°C, et la peau peut geler en 1 à 2 min en dessous de -60°C.

Tableau 8. Puissance de refroidissement du vent sur la chair exposée exprimée en température de refroidissement équivalente dans des conditions presque calmes (vitesse du vent 1.8 m/s)

Les valeurs soulignées représentent un risque d'engelures ou de gelures.

Refroidissement des voies respiratoires

L'inhalation d'air froid et sec peut causer des problèmes aux personnes sensibles à +10 à 15ºC. Les personnes en bonne santé exécutant des travaux légers à modérés n'ont pas besoin de protection particulière des voies respiratoires jusqu'à -30 ºC. Les travaux très lourds lors d'expositions prolongées (par exemple, les épreuves d'endurance athlétique) ne doivent pas avoir lieu à des températures inférieures à –20 ºC.

Des recommandations similaires s'appliquent au refroidissement de l'œil. En pratique, le grand inconfort et la déficience visuelle associés au refroidissement des yeux nécessitent normalement l'utilisation de lunettes ou d'autres protections bien avant que l'exposition ne devienne dangereuse.

Dimensions

Selon le type de risque attendu, différents ensembles de mesures sont nécessaires (figure 6). Les procédures de collecte de données et l'exactitude des mesures dépendent de l'objectif des mesures. Des informations pertinentes doivent être obtenues sur la variation dans le temps des paramètres climatiques, ainsi que sur le niveau d'activité et/ou vestimentaire. Des procédures simples de pondération temporelle doivent être adoptées (ISO 7726).

Figure 6. Relation entre le risque de stress dû au froid attendu et les procédures de mesure requises.

Mesures préventives pour soulager le stress dû au froid

Les actions et les mesures de contrôle et de réduction du stress dû au froid impliquent un certain nombre de considérations lors des phases de planification et de préparation des quarts de travail, ainsi que pendant le travail, qui sont traitées ailleurs dans ce chapitre et dans ce Encyclopédie.

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