Les ambiances thermiques Institut Universitaire
de Médecine du Travail de Rennes
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Température
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40°c
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32°c
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28°c
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Humidité
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26 %
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68 %
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100 %
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Vitesse de l'air
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1 mètre par seconde
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0,1 mètre par seconde
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nulle
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Tant que les mécanismes physiologiques de lutte sont suffisants pour assurer un bon équilibre thermique, ce sont des ambiances tolérables. Quand ces mécanismes sont saturés, l'équilibre peut être rompu et donc il faut déterminer des durées maximales d'exposition.
Selon le bilan thermique global, le sujet se trouve dans une zone de confort thermique, il n'en sera pas totalement satisfait si une partie de son corps est chaude alors qu'une autre est froide. Un tel inconfort thermique local peut avoir plusieurs origines :
Elle se manifeste par une élévation de la température superficielle (cutanée, par vasodilatation) afin d'augmenter les échanges de chaleur par convection et rayonnement. Cela peut être insuffisant, le bilan thermique est déséquilibré, le stockage de chaleur entraîne une élévation de la température corporelle profonde. On considère qu'une variation de 1°c de la température rectale est une limite à ne pas dépasser. La température cutanée se situe normalement entre 28 et 36°c, le seuil d'alarme est à 42°c. Lorsque la température cutanée atteint 43°c, le patient ressent une sensation de brûlure.
Elle découle de la précédente. Il faut une vasodilatation périphérique. Cela se traduit par une augmentation du débit sanguin et de la fréquence cardiaque. Cette redistribution vasculaire provoque un risque de bas débit cérébral et d'hypotension artérielle.
L'évaporation de la sueur est le
moyen le plus efficace de lutter contre la chaleur mais l'évaporation
de la sueur peut être entravée par le vêtement
de travail. De même, si elle ruisselle sur la peau, elle est
inefficace.
Mais ce phénomène est limité par la "sudation
maximale" (S Max) qui est la quantité maximale de sueur qu'un
sujet donné peut fournir (à peu près 4 litres
pour 8 heures) et par les déséquilibres entre les transports
internes et externes.
La sudation entraîne par ailleurs une perte importante d'eau
et de sels divers. La déshydratation de l'organisme doit être
limitée à 4 à 6 % du poids du corps. Il convient
donc de fixer une perte sudorale maximale admissible (D max) qui ne
doit pas dépasser 1,5 l /h.
Ils sont les plus importants à connaître. Schématiquement il y a deux mécanismes :
Coup de chaleur
Il survient brutalement après une sudation importante suivie
d'une insuffisance des glandes sudoripares ou d'une carence centrale
des mécanismes de thermorégulation. Il y a destruction
des membranes cellulaires et des systèmes enzymatiques thermolabiles
ce qui explique certaines séquelles à type d'insuffisance
rénale, d'insuffisance hépatique ou de syndrome de lyse
musculaire avec myoglobinémie.
La température centrale monte rapidement autour de 41°c,
il s'ensuit un malaise général avec accélération
du pouls. Le visage est cyanosé, la peau rouge, chaude et cyanique.
Il y a une dyspnée avec des vertiges et des troubles visuels.
Il y a une élévation importante de l'index cardiaque
pour couvrir les besoins circulatoires liés à la vasodilatation
périphérique intense. Le coup de chaleur peut être
suivi d'un état de choc (à pression veineuse centrale
élevée) quand l'élévation de l'index cardiaque
devient insuffisante On peut voir diverses manifestations neurologiques
(syndrome pyramidal, Babinski bilatéral, convulsions voire
coma).
Le coup de chaleur est une urgence thérapeutique : la mort
peut survenir brutalement si un refroidissement et une réhydratation
ne sont pas rapidement entrepris. Le sujet doit être refroidi
par des linges mouillés à l'eau froide ou par un bain
tant que la température centrale est supérieure à
39°c. Cette affection n'est pas qu'exotique. Ainsi,
il y a eu plusieurs cas en Bretagne lors de la canicule et de la sécheresse
de 1976.
Insolation
Elle correspond surtout à une exposition à la chaleur
de la tête et du cou. Les signes neurologiques sont prédominants
avec céphalées, convulsions et perte progressive de
la conscience accompagnée d'un syndrome méningé.
Des hallucinations peuvent survenir.
Etat d'épuisement
La température centrale est souvent moins élevée
que dans le coup de chaleur, la peau est humide et pâle, le
sujet devient somnolent puis de plus en plus confus, avec des vertiges,
des vomissements et des crampes musculaires. La pression artérielle
tend à s'abaisser jusqu'au collapsus.
Accidents généraux de
déshydratation
Ils associent une déshydratation intra et extracellulaire avec
soif intense, pli cutané, baisse de la pression artérielle,
baisse de la diurèse, langue sèche et troubles de la
conscience. Une perte de 1 litre de sueur représente 2,5 %
du volume d'eau total d'un adulte. Les accidents de déshydratation
peuvent survenir dès que la perte atteint 5 % du volume d'eau
totale du corps.
Le déficit sodique est lié à l'absence de remplacement
du sodium perdu par sudation excessive. Chez un sujet non acclimaté
la perte peut avoisiner 6 à 9 g/l, alors que chez le sujet
acclimaté elle n'est plus que de 3 ou 4 g/l.
Syncope de chaleur
Elle correspond à une stase veineuse périphérique
avec hypotension artérielle et évanouissement sans élévation
de la température centrale. Le rafraîchissement et la
mise en décubitus suffisent à rétablir la conscience.
Crampes de chaleur
Elles sont précédées de troubles du goût
et de l'odorat. Ce sont des contractions spasmodiques involontaires
des muscles et en premier des muscles fléchisseurs des doigts
qui se contractent entraînant une demi-flexion de tous les doigts.
La bouche se déforme en contraction circulaire comme si le
sujet sifflait. Des douleurs plus ou moins violentes y sont associées
ainsi qu'une tachycardie. Les accès durent 2 ou 3 minutes et
se reproduisent après une pause de quelques minutes. Ces crampes
sont dues à une hyponatrémie et une hypochlorémie
avec hyponatriurie et hypochloriurie. Le traitement consiste en l'administration
de sel (NaCl).
Elles se voient volontiers chez les chauffeurs (de chaudières),
les soutiers ou les mineurs.
Effets de la vasodilatation périphérique
L'œdème de chaleur des chevilles et des pieds survient surtout
la première semaine d'exposition. On en rapproche les insuffisances
veineuses induites ou aggravées par des sources de chaleur
localisées. Cette insuffisance veineuse est d'abord fonctionnelle
puis organique par altération définitive des valvules
des veines des membres inférieurs (varices).
Conséquences cutanées de
la sudation excessive
On peut constater des mycoses des orteils, des dyshidroses et des
dermites d'irritation par macération.
Les sudamina sont de fines papules multiples plus ou moins prurigineuses,
présentes sur le thorax, le dos ou l'abdomen de sujets portant
des vêtements trop chauds et hermétiques, provoquant
une sudation prolongée. Leur guérison se fait par allégement
de l'habillement et par lavages répétés à
l'eau et au savon.
On en rapproche la miliaire rouge dont l'aspect est analogue mais
qui est provoquée par l'exposition au soleil ou à une
source localisée d'infrarouge.
Ces deux éléments sont dus à une obstruction
des glandes sudoripares.
Urticaire à la chaleur
Peu fréquente, elle forme des papules ortiées des zones
exposées. Le diagnostic peut être confirmé par
application d'un tube chaud à 43 °c sur la peau
de l'autre bras pendant 5 mn.
Effets des rayonnements infrarouges
- Dermites des chaufferettes
C'est l'existence conjointe d'un érythème avec des pigmentations
et des télangiectasies ayant une distribution réticulée
siégeant dans la zone du rayonnement thermique (habituellement
les chevilles).
- Atteintes de l'œil
Il y a deux types de rayonnement infrarouge : les IR proches (entre
700 et 1400 nm) provoquent une cataracte (ainsi la cataracte des verriers)
; les moyens (entre 1400 et 1900 nm) provoquent des brûlures cornéennes,
des blépharites, des conjonctivites rebelles et récidivantes.
- Les brûlures et les coups de soleil
Prévention technique collective
Il faut alléger au maximum la pénibilité due
à la chaleur. Pour cela :
- L'isolement ou isolation des sources de chaleur, la mécanisation
des tâches effectuées à côté des
sources de chaleur intenses doivent être recherchées
en priorité grâce à des robots, à une surveillance
à distance…
- Des écrans absorbants doivent être interposés
entre la source de chaleur et le travailleur.
- La ventilation et la climatisation sont des mesures complémentaires
très utiles.
- Chaque fois que possible, on aura recours à des cabines climatisées
de surveillance à distance.
- Des boissons fraîches non alcoolisées doivent être
à disposition des travailleurs.
Il existe un indice (WBGT = Wet Bulb Globe Test, traduit en : "température
humide du globe noir") qui permet d'apprécier la contrainte
thermique subie par une personne placée en ambiance chaude.
Il offre des valeurs repères, lesquelles aident le médecin
du travail dans son rôle de conseiller des partenaires dans
l'entreprise pour l'amélioration de l'hygiène.
Prévention technique individuelle
Elle est utile par exemple pour les pompiers, les volcanologues...
Ce seront surtout des vêtements métallisés ou
en matériaux résistants à la chaleur, ils peuvent
être complets ou partiels avec des gants, des bottes.
Il faut y associer des écrans mobiles, des lunettes protégeant
des infrarouges.
On peut avoir recours à des vêtements refroidis par jets
continus d'air qui donnent de l'air frais assurant ainsi l'accélération
des échanges par convection et évaporation de la sueur.
Prévention médicale
Les travailleurs exposés à la chaleur sont soumis à
une surveillance médicale spéciale (arrêté
du 11 juillet 1977).
Il faut insister sur l'hygiène alimentaire et l'importance
des boissons.
Il est bon de pouvoir évaluer les indices d'astreinte cardio-circulatoire
et sudorale. Ces mesures, réalisées en milieu de travail,
peuvent s'avérer complexes.
Un acclimatement d'une dizaine de jours permet de s'habituer à
la chaleur en augmentant la sudation tout en diminuant les pertes
d'électrolytes par la sueur. Cet acclimatement se perd après
plusieurs semaines sans exposition à la chaleur.
Deux maladies ouvrent droit à réparation :
- vasoconstriction périphérique.
Elle est visible (pâleur cutanée) et gênante (maladresse
musculaire à cause du ralentissement des réactions enzymatiques
et biochimiques diminuant la qualité de la contraction),
- augmentation du débit cardiaque par augmentation de la fréquence
et de la force de contraction cardiaque.
- conduction, c'est-à-dire bien
isoler mains et pieds en tenant compte également du coefficient
de conductibilité des matériaux,
- convection, mécanisme très important dans l'eau (on
refroidit plus vite dans l'eau que dans l'air).
(Rappel : la sudation est nulle en ambiance froide et donc les échanges
par évaporation sont nuls.)
Elle se fait en particulier grâce
à un travail musculaire volontaire ou involontaire.
L'activité involontaire est représentée par les
tremblements et frissons : ce sont des contractions réflexes
des muscles, 5 à 10 fois par seconde. Cela constitue la thermogenèse
de réchauffement qui produit à peu près 2OO Watts
pour un homme de 70 kg.
Le travail musculaire volontaire apporte de la chaleur mais au prix
d'une dépense des réserves de l'organisme. Il faut donc
augmenter l'apport en aliments rapidement utilisables et aliments
de réserve (ce qui revient à augmenter la ration lipidique).
Il faut également augmenter l'apport de vitamine C. Bien sûr,
il ne faut pas d'alcool car il entraîne une vasodilatation périphérique
et donc une perte de chaleur.
Tableau général
Ils se produisent lors d'expositions au froid de tout l'organisme
ou d'une grande surface de celui-ci avec perte générale
de chaleur et abaissement marqué de la température centrale.
Les catastrophes naturelles et les guerres sont les grandes causes
d'hypothermie. En milieu de travail ils peuvent se voir, rarement,
lors de malaises survenant dans des chambres froides dans l'agroalimentaire,
lors de plongées, lors de travaux en altitude ou en zone de
type polaire. Dans le cas de travaux en altitude, les risques liés
au froid sont majorés par l'hypoxie, en zone de type polaire,
ils sont majorés par le vent. En milieu non-professionnel,
ils surviennent surtout en montagne et lors de plongée.
En fonction de la perte calorique et de la baisse de la température
centrale, on peut observer les symptômes suivants :
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Pertes en kcal
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Température centrale
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symptômes
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0 à 100
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37°c
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Sensation de froid, vasoconstriction cutanée, augmentation du tonus musculaire, baisse de la rapidité et de la régularité des réponses, baisse de la vigilance. |
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36°c
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Frissons sporadiques continus. | |
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200
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35°c
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Amnésie. |
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300
|
34°c
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Confusion mentale. |
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33°c
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Hallucinations. | |
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400
|
32°c
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Troubles du rythme cardiaque. |
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500
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31°c
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Absence de reconnaissance des êtres familiers. |
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600
|
29°c
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Perte de connaissance. |
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28°c
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Perte des réflexes cutanés, tendineux, pupillaires. | |
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700
|
27°c
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Risque de décès. |
Troubles cardiaques
Ils sont liés à la vasoconstriction intense des vaisseaux,
en particulier des coronaires. On peut donc voir des douleurs de type
angineux chez les sujets prédisposés.
Il y a une bradycardie quasi constante habituellement sinusale et
proportionnelle à la baisse de température. En dessous
de 32 °c on peut voir des troubles de la conduction
auriculo-ventriculaire avec allongement de l'espace PR à l'ECG
et des troubles de la repolarisation (allongement de QT). Le risque
est le passage en fibrillation ventriculaire (surtout à partir
de 32°c) qui nécessite une réanimation
cardio-circulatoire avec défibrillation.
Cryoplexie
Elle est à l'origine de la mort de nombreux marins et d'aviateurs
naufragés, d'explorateurs polaires. On distingue deux types
:
Elle survient chez un sujet en bon état
physique, victime d'un accident brutal lié au froid : son organisme
va engager une lutte intense. Il y augmentation du métabolisme
avec :
- frissons généralisés et répétés,
agitation qui disparaissent quand la température devient inférieure
à 32°c,
- crampes musculaires douloureuses, exagération des réflexes
ostéo-tendineux qui disparaissent progressivement en dessous
de 30-31°c,
- accélération du rythme cardiaque et augmentation de
la pression artérielle,
- vasoconstriction périphérique intense,
- hyperglycémie.
Si l'exposition au froid se prolonge, il apparaît une rigidité.
Entre 32°c et 25°c de température
centrale, la conscience s'altère avec apparition d'une anesthésie
complète. Une arythmie de type lent s'installe, la rigidité
disparaît et le sujet meurt d'arrêt cardiaque.
Elle est beaucoup plus insidieuse et grave car elle survient chez un sujet anxieux, épuisé et qui se laisse aller à une torpeur grandissante. Le sujet ne s'agite pas, ne frissonne pas, ne souffre pas et sombre dans une indifférence croissante rendant obligatoire le secours d'une tierce personne. Cette forme est grave à cause de son apathie mais n'est pas désespérée car les défenses de l'organisme restent parfois intactes et une récupération est possible en cas de sauvetage précoce.
Conduite à tenir devant un accident
dû au froid
Il faut savoir que malgré une hypothermie sévère,
les chances de survie sont importantes. Il faut donc poursuivre la
réanimation très longtemps. Une surveillance d'au moins
48 heures, en milieu spécialisé, est nécessaire
après le retour en normothermie.
Bien sûr, il faut soustraire le plus vite possible le sujet
à l'ambiance froide en mobilisant le moins possible le sujet,
en évitant dans tous les cas de porter les extrémités
distales du réfrigéré au-dessus du niveau de
son thorax. L'apport de sang froid vers la cavité cardiaque
pourrait lui être fatal.
Il ne faut jamais réchauffer trop rapidement et énergiquement
un réfrigéré. Le réchauffement doit être
progressif, par séchage, sans frictions, sur un sujet complètement
enveloppé. Proscrire les vêtements ou sacs chauffant
ou les bains chauds.
Bien entendu, un arrêt cardiaque ou respiratoire doit conduire
à une réanimation par bouche à bouche et massage
cardiaque externe jusqu'à l'arrivée des secours.
Dans tous les cas où cela est possible, il faut apporter de
l'air réchauffé entre 42 et 48°c permettant
d'élever la température centrale de 1°c
par heure. La prise de boisson chaude n'est pas interdite dans la
mesure où le sujet est conscient, mais les boissons alcoolisées
sont à proscrire formellement du fait de leurs effets vasodilatateurs.
Dans le cas d'une hypothermie légère ou modérée,
le sujet recouvert de deux ou trois couvertures peut être placé
dans une pièce chauffée de façon à ce
que sa température centrale s'accroisse de 0,5°c
par heure environ.
Ils sont favorisés par l'absence d'exercice musculaire ou par une fragilité artérielle sous-jacente. Ils touchent surtout les extrémités.
Engelures
Ce sont des placards de couleur violette ou rouge, souvent diffus,
douloureux au froid, à la pression et atteignant les extrémités.
Elles sont souvent précédées de l'onglée
douloureuse : les orteils ou les doigts deviennent soit pâles,
soit rouges, des périodes de vasoconstriction succédant
aux périodes de vasodilatation. C'est un signe d'alarme précieux.
À un degré de plus, il y a vasoconstriction intense
avec anesthésie complète qui durera jusqu'au réchauffement
qui sera douloureux avec sensation de brûlure intense et rougeur
due à la vasodilatation. Ces douleurs peuvent durer plusieurs
heures suivies d'une hyperesthésie de plusieurs jours. Des
crevasses douloureuses peuvent apparaître surtout en cas de
traumatismes associés, même minimes. De plus les petites
plaies sont lentes à guérir à basse température.
Gelures
Les gelures superficielles sont marquées par un érythème,
un œdème et des phlyctènes claires. Elles guérissent
sans séquelle.
Les gelures profondes se rencontrent lors d'une exposition
prolongée à de basses températures. La coloration
des tissus est bleuâtre avec anesthésie locale plus ou
moins complète. Après quelques heures, de grosses phlyctènes
séro-hématiques couvrent les parties gelées.
Puis apparaissent les escarres de profondeur variable, souvent surinfectées
et pouvant à terme, conduire à des amputations.
Les gelures de la face sont particulièrement insidieuses
car elles donnent peu de symptômes. Sur le visage apparaissent
des tâches livides ou grises avec des sensations de piqûres
d'aiguilles ou de petites douleurs aiguës et soudaines, puis
survient l'anesthésie complète. Lors du réchauffement,
la gelure devient rouge et chaude, se déprime, suinte. Ainsi,
il peut y avoir des mutilations à bas bruit des extrémités
du nez ou des oreilles. Ces gelures peuvent être particulièrement
graves chez les sujets atteints de cryoglobulinémie.
Acrocyanose
C'est une coloration cyanique persistante des extrémités
qui s'accentue au froid en s'associant à une sudation plus
ou moins importante.
Phénomène de Raynaud
La phase syncopale est marquée par la pâleur intense,
cireuse des doigts, remontant parfois sur la main voire jusqu'au poignet.
Elle s'accompagne de paresthésies ou même d'une anesthésie
des doigts qui deviennent parfois très maladroits. Dans certaines
formes intenses, il existe un œdème associé. Lors de
la récupération, quelques minutes à une demi-heure
après le retrait du froid, la sensibilité réapparaît
parfois de façon douloureuse et les doigts retrouvent une mobilité
normale. Leur couleur est passée du blanc cireux à la
cyanose puis à une rougeur diffuse.
Il existe fréquemment des antécédents familiaux
analogues, sinon il faut rechercher une maladie de système
associée. Le diagnostic est affirmé par la pléthysmographie.
Urticaire au froid
Ce sont des affections rares. Elles surviennent sur des zones cutanées
exposées au froid par contact direct avec des substances froides
ou des courants d'air froid ou de l'eau froide. Elles peuvent être
associées à des manifestations générales
: malaise, nausées, douleurs abdominales, tachycardie, dyspnée
voire syncope avec état de choc anaphylactique.
Le diagnostic se fait grâce au test du glaçon : on applique
un glaçon pendant 2 à 10 minutes sur l'avant-bras du
patient. En cas d'urticaire au froid, une plaque urticarienne va apparaître
au niveau de la zone de contact.
Le froid intervient dans le déclenchement,
la diffusion et l'évolution de certaines maladies sans pour
autant en représenter la seule étiologie. C'est le cas
pour la laryngo-trachéite d'altitude due essentiellement à
la sécheresse de l'air froid, pour les maladies infectieuses
des voies respiratoires supérieures. Le froid peut également
déclencher des crises d'angor. Le froid aggrave les affections
rhumatismales en particulier les arthroses des extrémités.
On peut voir des hémoglobinuries paroxystiques au froid : après
exposition au froid, surviennent de façon brutale, un malaise
associé à des bourdonnements d'oreilles, des crampes,
une tachycardie, une tendance au collapsus puis des frissons et une
hyperthermie. Une à deux heures plus tard, les urines deviennent
rouges en raison de l'hémoglobinurie.
Par ailleurs, il ne faut pas oublier les traumatismes liés
indirectement au froid comme les chutes d'hommes ou de matériel
en raison du gel se déposant sur les sols ou les espaces de
rangement.
Il faut, dans la mesure du possible chauffer
les locaux. Si le froid est nécessaire (industrie agroalimentaire…)
il faut prévoir des pauses longues dans des locaux chauffés
(au moins 20 mn) comportant des installations permettant le séchage
des vêtements de travail utilisés en ambiance froide
et humide.
Des boissons chaudes, non alcoolisées, doivent être mises
à la disposition du personnel.
Pour le travail dans les chambres froides, il faut prévoir
des installations de surveillance avec indication de la présence
de personnel à l'intérieur de la chambre froide (voyant
lumineux, interphone…), avec ronde en fin de poste pour s'assurer
que plus personne ne séjourne dans ces locaux, les portes doivent
pouvoir facilement être ouvertes de l'intérieur.
Pour la plongée, les durées doivent être limitées
en fonction de la température de l'eau.
Les vêtements doivent être
appropriés. Ils sont classés selon leur isolement thermique
qui se mesure en clos. Un clo (du mot anglais "cloth") est l'isolement
thermique apporté par un vêtement assurant la neutralité
thermique d'un sujet au repos. Un costume de laine avec des sous-vêtements
représente une protection d'environ 1,5 clos, une tenue habituelle
de sport d'hiver à peu près 2 clos et un équipement
polaire 3 à 4 clos.
Les sous-vêtements, en laine ou en coton, doivent pouvoir être
changés facilement.
Les chaussures ou les bottes seront fourrées. Les chaussettes
doivent être épaisses, changées facilement. Dans
le cas des chaussures de sécurité, la coque et les semelles
métalliques doivent être bien isolées thermiquement
du pied.
Les mains doivent être recouvertes de gants fourrés efficaces,
si possible à doigts séparés. Les produits froids
ne doivent pas être manipulés à mains nues surtout
si leur température est inférieure à 0°c.
Dans le cas de la plongée, les combinaisons doivent être
adaptées, entièrement étanches avec chaussons
et cagoule.
Les salariés travaillant dans les
chambres frigorifiques bénéficient d'une surveillance
médicale spéciale (arrêté du 11 juillet
1977).
Il est interdit d'employer des jeunes de moins de 16 ans aux étalages
extérieurs des magasins et boutique. L'emploi des jeunes de
moins de 18 ans est interdit de façon absolue lorsque la température
est inférieure à 0°c, il en est de même
pour les femmes enceintes.
La ration alimentaire doit être augmentée (par exemple
environ 6 000 kcal/j pour la plongée en eau froide) notamment
les lipides et les glucides sans oublier la vitamine C. Les boissons
doivent être également augmentées du fait de la
sécheresse de l'air.
Le médecin doit vérifier l'accoutumance au froid et
rechercher d'éventuels signes de désadaptation.