Grand dossier froid : thermodynamique du corps, hypothermie, etc.

[guillaume]

Salut les amis .

Il y a fort longtemps, j'ai rédigé un petit article sur la thermodynamique du corps humain face au froid dans le cadre de travaux pratiques...
Je me suis donc dis qu'il serait pas mal de l'enrichir pour le livrer un jour. À la base je pensais qu'il serait pour un Carcajou mais comme celui-ci n'est plus... Je livre le texte ici.
Pardonnez le style scolaire/fouillis tout ce que vous voulez. Il s'agit là d'un brouillon mais je n'ai plus le temps de le reprendre. Je compte donc sur vous pour l'améliorer/modifier/critiquer...

Introduction :

Depuis que l'Homme s'est affranchi de son épaisse couche de poils et que le climat n'est plus tropical sur l'ensemble des continents, il doit sans cesse lutter contre le froid.
Bien avant l'apparition des vêtements en duvet et autres polaires, le corps humain s'est adapté au froid, développant ainsi une formidable machine thermique.
À travers ce document, nous allons voir quelles peuvent-être ces adaptions, ces réactions que le corps humain met en branle lorsqu'il est face au froid.
Dans un premier temps, nous verrons comment peut être perçu le froid ainsi que ces mécanismes. Nous enchaînerons ensuite sur la thermorégulation du corps humain pour terminer sur l'étude de l'hypothermie, conséquence directe d'une exposition prolongée au froid.

I) La perception et les mécanismes du froid:

1) Le froid, généralités :

Définition : Privation, absence de chaleur. Sensation que fait éprouver toute déperdition de chaleur.
Source : http://www.mediadico.com/dictionnaire/definition/froid/1

La température théorique la plus froide est le zéro absolu: - 273,16°C (ou 0 Kelvin).

Il existe deux échelles de températures couramment utilisées : Le degré Fahrenheit et le degré Celsius.
Pour le degré Fahrenheit, le point de solidification de l'eau non salée est de 32 degrés, et son point d'ébullition de 212 degrés (niveau de la mer).
Pour le degré Celsius, le point de solidification de l'eau non salée est de 0 degré, et son point d'ébullition de 100 degrés (niveau de la mer).
L'échelle Celsius fonctionnant sur une base décimale, elle plus couramment utilisée que l'échelle Fahrenheit (base

Quelques idées reçues :

«Tous les liquides gèlent à 0°C»
Faux: l'eau de mer, du fait de sa salinité, ne gèle pas à 0°C mais à -1,9°C.

«Les Inuits possèdent un gène du froid»
Faux: Les Inuits, au cours des décennies, se sont acclimatés au froid (cf II.2).

Températures ressenties en fonction de la vitesse du vent (effet « windchill » en anglais) :



Source : http://fr.wikipedia.org/wiki/Refroidissement_%C3%A9olien

Bien souvent, on entend que le froid « humide » est plus mordant que le froid sec. En réalité, la conductivité thermique d'un air saturé d'humidité est sensiblement la même que celle d'un air sec.
Ceci étant, les vêtements qui nous isolent, eux, seront moins efficace en général.
Pour de plus amples informations, voir les excellentes discutions ici.

2) Thermodynamique du corps humain :

Le corps humain perd de la chaleur selon 4 phénomènes : la radiation, la conduction, la convection et la transpiration/respiration. Voyons un peu plus en détail ces différents modes de transfert de chaleur.

a) Radiation :

N'importe quel corps chaud produit de la chaleur. Cette chaleur se traduit sous forme d'un rayonnement infra-rouge qui se propage dans toutes les directions.
Comme la lumière, la puissance de ce rayonnement décroit avec le carré de la distance. Donc plus on s'approche de la source de chaleur plus le rayonnement est puissant et plus « ça chauffe » et inversement.
Comme la lumière toujours, les rayons infra-rouge ne traversent pas les corps opaques et voyagent en ligne droite. Ainsi tout obstacle opaque (pierre, bois, etc.) renverra les rayonnements, donc la chaleur, à l'opposé, d'où ils viennent.

b) Conduction :

La conduction thermique est le mode de transfert thermique provoqué par une différence de température entre deux régions d'un même milieu en contact sans déplacement de matière. La conduction d'un milieu se fait toujours du milieu le plus chaud vers le moins chaud. Une fois que les deux milieu ont atteint une température égale, la conduction s'arrête.
Voyons concrètement ce phénomène de conduction thermique :

-Photographie d'un support froid pris a l'aide d'une caméra thermique :



-Photographie du même support avec cette fois-ci une main posée dessus :



-Photographie du support 10 secondes après avoir retiré la main. On observe que le support a «absorbé» par conduction une partie de la chaleur de la main :



On constate aisément que la main a « transmis » une partie de sa chaleur à la table par conduction. La main s'est donc refroidie et la table s'est réchauffée.

c) Convection :

La convection est un échange thermique qui se produit au contact entre un objet solide et un fluide (comme l'eau ou l'air), ou entre deux fluides. C'est un phénomène similaire à la conduction sauf qu'il y a déplacement de matière (fluide).
En effet, en « prenant » de la chaleur à un objet plus chaud que lui (ici le corps), le fluide en question se réchauffe, il change donc de densité et se déplace (il monte quand il se réchauffe ou descend quand il se refroidit). Par exemple, l'air en contact avec le corps humain se réchauffe et ça densité diminue.  Cette masse d'air réchauffée monte et est immédiatement remplacée par par une nouvelle masse d'air froide.
Ainsi, dans un système ouvert comme l'atmosphère, l'objet perd de la chaleur en continu car il n'y aura jamais une température d'équilibre entre le fluide et l'objet.

d) Transpiration et respiration :

Notre corps, pour réguler sa température interne lorsqu'il a trop chaud, a besoin d'évacuer une partie de cette chaleur vers l'extérieur afin de faire baisser sa température interne. Nous connaissons tous le phénomène de transpiration : quand on a trop chaud ou que l'on fait du sport, le corps exhale de la sueur.
Aidée par le phénomène de convection cette sueur disparaît de la surface de la peau en se transformant en gaz. Et pour se transformer en gaz, l'eau liquide a besoin d'une grande quantité de chaleur (pour rappel, l'eau boue à 100°C) ; quantité de chaleur qui est prise au corps. C'est par ce phénomène que le corps régule sa température.

De même, lorsqu'on respire, l'air expulsé est chaud (tout le monde a déjà fait de la buée en soufflant sur une vitre : c'est la condensation de l'air chaud chargé d'humidité sur une surface froide).

Ces quatre facteurs: radiation, conduction, convection et transpiration contribuent donc au refroidissement général du corps humain.

Seulement, le corps humain ne perd pas de la chaleur de manière homogène. En effet, certaines zones sont plus vascularisées que d'autres. On perd ainsi en moyenne : 20 % de chaleur par la tête, le cou et le tronc et 10 % pour chaque membre.

II) La thermorégulation du corps humain :

Chez l'Homme, lorsque les thermo-récepteurs sensibles au froid captent une baisse de la température cutanée due au froid (de l'ordre du dixième de degré !) une série de mécanismes innées et involontaires est déclenchée.
Cette «chaine du froid» de l'organisme s'organise comme suit:



Schéma représentant le système nerveux orthosympathique
Source : L'Homme face au froid de Feldman Sarah

Nous allons maintenant détailler ces mécanismes, d'abord à court terme ensuite à long terme.

1) À court terme :

a) La vasoconstriction :

Lorsque notre corps a froid, une des premières réactions de celui-ci, sous l'effet de l'adrénaline, va être de contracter ses petits vaisseaux sanguins proches de la peau (capillaires) ainsi que les petites artères qui irriguent doigts, oreilles, orteils et nez. En effet, ces parties représentent de grandes surfaces d'échange proportionnellement à leur taille et au volume sanguin qu'elles contiennent, le corps va donc d'abord chercher à économiser sa chaleur par là.
Ceci permet de limiter les échanges thermiques entre notre peau et l'extérieur : comme nous l'avons vu plus haut, le corps perd de la chaleur (ou énergie), «captée» par notre environnement (soit par conduction, convection, radiation ou transpiration). Cette chaleur est en majeure partie transportée par le sang (l'Homme est un animal à sang chaud) et en étant sous la peau elle est donc facilement exposée à notre environnement. Le sang est donc transporté vers le centre de l'organisme où il sera protégé des déperditions de chaleur puisque mieux isolé (plus de masse adipeuse -graisse- au centre de la masse qu'aux extrémités). De plus, cela permet aux organes vitaux de rester alimentés par du sang à température idéale.
Ainsi, ces parties périphériques seront toujours sacrifiées au profit du noyau vital en cas de nécessité.

b) Frissonnement :

En plus de la vasoconstriction des vaisseaux sanguins périphériques permettant de conserver la chaleur, un mécanisme va être mis en jeu pour produire de la chaleur : une hormone, l'acétylcholine, est sécrétée et va augmenter la contractilité de nos muscles.
Autrement dit, plus on a froid plus les muscles auront tendances à se contracter facilement, jusqu'à ce que cela devienne involontaire, c'est le frissonnement.
Ces frissonnements sont tellement puissants que seul le meilleur carburant de notre corps peut les alimenter : le glycogène (glucose transformé stocké dans le foie pour la majeure partie mais aussi dans les muscles eux-même). Le problème est que nos réserves de glycogène sont limitées : on a environ 24 H de glycogène stocké dans notre organisme.
Le frissonnement ne peut donc pas être infini.

Un autre mécanisme peut entrer en jeux dans la production de chaleur grâce aux muscles à court terme: la thermogenèse volontaire.
Par exemple, un individu exposé au froid qui décide de marcher va produire de la chaleur. Au repos, un corps humain moyen produit en 70 et 100 watts de chaleur, alors qu'en activité physique intense, il peut dégager jusqu'à 1500 watts!

c) L'horripilation :

Nos ancêtres, il y a encore quelques millions d'années, étaient recouvert d'une épaisse couche de poils.
L'érection des poils avait pour but de conserver la chaleur en emprisonnant une importante couche d'air sous les poils en augmentant leur volume (l'air étant le meilleur isolant qui soit).
Aujourd'hui, ce réflexe n'est plus d'aucune utilité puisque notre corps n'est quasiment plus poilu. A la place, nous portons des vêtements ayant exactement le même but: se protéger du froid (en emprisonnant une couche d'air plus ou moins épaisse).

2) À long terme :

a) Augmentation de la couche de graisse :

À l'approche de l'hiver, notre organisme stimule l'appétit pour les aliments riches en graisse. La graisse étant un très bon isolant et stockée sous la peau, se réflexe permet d'augmenter notre isolation corporelle (et donc de mieux résister au froid).
De plus, comme nous le verrons plus tard, dans « thermogenèse involontaire du corps humain », cette graisse possède certaines propriétés qui font d'elle un moyen de chauffage en plus d'être isolante.

b) Adaptation à l'hypothermie :

Les Inuits vivent très bien par des températures largement négatives sans pour autant ressembler à des bibendums accumulant les couches de vêtements et leur visage n'a pas besoin d'être recouvert d'une cagoule dans le blizzard. Pourtant, il n'existe pas de gêne du froid.
Il a été montré que le corps des Inuits s'était adapté, depuis leur enfance, à l'environnement dans lequel ils vivaient.
En effet, les Inuits n'ont pas besoin d'avoir une température interne de 37,5° C mais peuvent fonctionner naturellement à 36 voire 35°C (nous verrons plus loin qu'à cette température un individu non acclimaté serait déjà en hypothermie légère).
De plus, contrairement à un individu non acclimaté, les Inuits ont une proportion d'adypocytes bruns au niveaux du cou et des joues beaucoup plus importante, ce qui leur permet de brûler beaucoup plus de graisse dans cette zone et donc de produire de la chaleur (cf paragraphe ci-dessous).
À travers cet exemple, nous voyons bien que le corps peut s'acclimater au froid en y étant exposé quotidiennement sur une longue période.

c) Thermogenèse involontaire du corps humain :

La couche de graisse décrite plus haut est stockée dans deux types distincts de cellules adipeuses.
Nous avons tout d'abord les adipocytes blancs qui stockent les graisses et ensuite les adipocytes bruns qui les brûlent.
Sous l'effet d'une hormone, la noradrénaline, l'organisme va stimuler la création d'adipocytes bruns qui vont ensuite se mettre en activité pour «brûler» la graisse (stockée dans les adipocytes blancs) et donc augmenter le métabolisme basal et produire de la chaleur. Cela permet de ne pas puiser dans nos réserve de glucose, comme c'est le cas lors du phénomène de frissonnement.
Si notre alimentation est assez riche en graisses, notre organisme peut donc produire assez de chaleur pour conserver sa température interne stable dans le froid grâce aux adipocytes bruns sans utiliser sa réserve « de la dernière chance »  et déclencher le frissonnement.
Ainsi, c'est en majeure partie par l'augmentation des adipocytes blancs et bruns que se fait l'acclimatation au froid.


III) L'hypothermie :

1) Un froid meurtrier et dangereux :

-Nuit du nouvel an 1719 : sur les 5 000 hommes de troupe suédois de Charles XII qui franchissent les montagnes frontalières, 3 500 meurent « du froid et du vent ».
-1914-1918 : 120 000 morts de froid dans l'armée française, 300 000 dans l'armée italienne.
-Décembre 1914 dans les Balkans : 10 000 hommes (50% de l'effectif présent) de l'armée turque meurent de froid en une seule nuit.
-1939-1945 : deux millions de lésions dues au froid sur le front russe coté allemand.
-1950-1951 : guerre de Corée, 85% de l'ensemble des blessures sont dues au froid.

De très nombreux cas de morts par hypothermie sont relatés dans les faits divers au cours de l'année. En hiver, il suffit d'ouvrir le journal pour voir une énième victime du froid presque à coup sûr. Comme par exemple, ces deux randonneurs morts le 15/07/2011 dans les Pyrénées à seulement 2000 mètres d'altitude (Journal Le Sud-Ouest). Et oui, il n'y a pas qu'en hiver que l'hypothermie peut s'installer. De la pluie, du vent, un équipement mal adapté, un peu de fatigue et de déshydratation et voilà le cocktail fatal.
Bref, malgré nos nombreux mécanismes innés, sans un minimum de préparation et/ou d'acclimatation le froid peut tuer.  D'où l'importance d'en prendre conscience et de se préparer et s'acclimater un minimum lorsque qu'arrive l'hiver.
Afin de bien connaître les enjeux et de pouvoir réagir lorsqu'il est déjà trop tard, voyons les conséquences que peut avoir le froid sur notre organisme.

2) L'hypothermie:

L'hypothermie est la conséquence directe d'une exposition prolongée au froid sans moyen de défense. Son apparition est insidieuse et progressive ce qui la rend d'autant plus dangereuse. Comprendre les mécanisme de celle-ci, c'est s'assurer de ne pas passer un point de refroidissement général tel qu'il faudrait l'intervention d'une équipe médicalisée pour remonter la pente.

a) La physiopathologie :

-Entre 36,7°C et 35°C, température du sang :

À 36,7°C, nous ressentons un refroidissement des extrémités (pieds, doigts, oreilles et nez froids) causé pas la vasoconstriction. De ce fait, notre motricité fine commence à s'altérer : les tâches précises, comme fermer une fermeture éclair, deviennent fastidieuses.
Nous nous mettons aussi à uriner beaucoup plus que d'ordinaire. En effet, du fait de la vasoconstriction, l'afflux sanguin dans notre «noyau vital» augmente notre pression artérielle et notre corps se met à produire de l'urine pour évacuer une grand quantité d'eau afin de faire baisser la pression.

À 36,4°C, l'hypothermie progresse, le reste du corps commence à souffrir du froid (sensation de froid intense).
Le sujet peut avoir un comportement inadapté/bizarre par rapport à la situation. Par exemple, il refuse de mettre son bonnet sans aucune argumentation derrière.
Le sujet commence à frissonner. Ces frissons peuvent-être arrêtés volontairement par le sujet. Attention, il n'y a pas obligatoirement de frissonnement lorsqu'une hypothermie s'installe. En effet, si le sujet a une activité physique intense en parallèle, il se peut qu'il n'y est pas de frissonnement. Les troubles du comportement, la perte de motricité fine et l'urine abondante nécessitent donc d'être extrêmement bien surveillés pour prévenir la dégradation de l'hypothermie.

À 36,0°C en moyenne, la motricité fine est largement altérée, on frissonne régulièrement et plus intensément .
Une question demandant une certaine logique est impossible à réaliser (par exemple : compter de 100 à 0 par palier de 9).

-Hypothermie légère, entre 35°C et 34°C :

Nous sommes encore conscient mais le cerveau est « engourdit ». Nous frissonnons violemment, les frissonnement ne peuvent être arrêtés volontairement et nos extrémités se cyanosent.

-Hypothermie modérée, entre 34°C et 32°C :

La conscience est altérée, la motricité fine a disparue, nos frissons sont entrecoupés de contractions musculaires plus longues, des zones de marbrure apparaissent sur la peau et la peau commence à se cyanoser.
C'est à ce stade qu'il faut donner le dernier effort pour se battre encore et encore au lieu de se laisser glisser vers un état de quiétude donné par notre conscience complètement altérée.
Dès lors, des complications peuvent apparaitre lors du réchauffement du corps surtout s'il a lieu à l'aide d'une source de chaleur extérieure (feu par exemple).

-Hypothermie profonde, entre 32°C et 25°C :

À partir de 32°C, les frissons finissent par s'arrêter.
La peau est violacée, avec de légères marbrures.
La respiration peut devenir imperceptible.
Lors du réchauffement, de graves complications sont prévisibles.
Jusqu'à 27°C, la conscience se détériore jusqu'au coma.

-Hypothermie majeure, inférieure à 25°C :

C'est l'état de mort apparente.
Les complications lors du réchauffement sont souvent fatales mais il est courant de dire qu'une victime en hypothermie majeure n'est pas morte tant qu'elle n'est pas «réchauffée et morte».

b) Le traitement :

Préventif :

Le meilleur moyen de ne pas souffrir d'une hypothermie est de ne pas y sombrer. De simples gestes à effectuer en automatisme permettent d'éviter cela.
Tout d'abord, il convient d'avoir des vêtements propres et bien adaptés à sa morphologie (ni trop large, ni trop serré). Les vêtements doivent être choisis avant, afin de sélectionner des matières ne craignant pas ou peu l'eau (synthétique, laine, éviter à tout prix le coton).
Les couches de vêtement doivent être changées en fonction des conditions (s'il faut remettre et enlever une couche toutes les 10 min, on le fait !), ceci afin d'éviter de se refroidir bien évidemment mais aussi de ne pas se mouiller notamment par sa transpiration (l'humidité en s'évaporant, comme on l'a vu, pompe énormément de chaleur). Lorsqu'on change de vêtement, il ne faut pas oublier non plus de prendre en compte l'effet éolien (« windchill » comme nous avons pu le voir) : adjoindre un coupe-vent si c'est nécessaire.
Enfin, être bien hydraté en permanence permet au sang de mieux circuler et plus généralement, permet à l'organisme de mieux fonctionner. On évitera bien sûr la caféine ou l'alcool à cause de leur puissant effet vasodilatateur.
Le grignotage, quant à lui, est fortement recommandé pour garder de l'énergie en réserve.

Curatif :

Il arrive malheureusement que malgré tous nos efforts, le froid soit plus fort et que l'hypothermie s'installe. Le traitement de l'hypothermie est extrêmement complexe et nécessite souvent une équipe de réanimation et du matériel adapté, irréalisable dans un premier temps sur le terrain.
Heureusement il existe des cas où l'on peut intervenir soit parce qu'on a pu voir l'évolution de l'hypothermie de la victime, soit parce qu'elle est consciente.
En effet, lorsqu'elle est inconsciente et qu'on ne connait pas l'historique de la victime, il est quasiment impossible de déterminer si elle est inconsciente pour X raison (arrêt cardiaque, traumatisme, hémorragie interne, etc.) ou si elle est en hypothermie profonde. Dans ce cas, on se contentera de couvrir la victime afin de la stabiliser et d'alerter les secours. Eux seuls sont à même de prendre la bonne décision.

Lorsque la victime est consciente, on va faire en sorte qu'elle se réchauffe d'elle même, progressivement. Pour cela, il faut déjà arrêter son refroidissement et créer une bulle isolante toute autour d'elle.
Durant cette phase il faut bien faire attention a ne pas bouger la victime, elle reste dans la position où on l'a découverte. En effet, dans les bras et les jambes il peut y avoir un quantité relativement importante de sang « froid » (le corps peut shunter la circulation des membres pour privilégier le centre de la masse) et tout mouvement pourrait raviver cette circulation et/ou amener du sang froid au cœur : grand risque de fibrillation.
On cherchera donc à l'isoler un maximum tout en lui évitant tout mouvement : on glisse délicatement un tapis de sol sous ses fesses, on ajoute des sacs de couchage ouvert sur elle, etc (10 cm minimum d'isolation est une bonne base). On peut donner une boisson chaude (pas brulante, tester avant) SI ET SEULEMENT SI elle est capable de boire par ses propres moyens.
Attention, il ne faut pas oublier sa propre sécurité et éviter de se mettre en danger (ou mettre en danger le groupe) : il faut garder de quoi rester au chaud et organiser AUSSI la survie du groupe. La répartition des taches peut être nécessaire : quelqu'un allume un feu, un autre centralise les effets chauds pour la victime, un autre fait une boisson chaude, etc.
Enfin, toute friction ou frappe est totalement à proscrire, cela n'aurait pour seul effet de léser les tissus insensibles à cause du froid.

c) Le cas des gelures :

Les gelures sont provoquées lors d’une exposition prolongée à des températures inférieures à 0°C .
La vasoconstriction des vaisseaux des extrémités du corps causée par la réaction de celui-ci face au froid provoque une gelure caractérisée par l’insensibilité et la pâleur des extrémités touchées (étant donné que les extrémités ne sont plus alimentées en sang chaud, les tissus commencent à mourir). Lorsque la circulation est réactivée, la partie touchée rougit alors et est parcourue de picotements. La guérison est rapide. Cette gelure superficielle est le premier stade de la gelure mais si la circulation n'est pas réactivée rapidement, le gelure peut endommager beaucoup plus profondément les tissus, jusqu'à leurs destructions.
La survenue d’une gelure est, dans la plupart des cas, progressive et indolore. Elle peut être décelée par l’apparition d’engourdissement, la perte de sensibilité mais aussi l’aspect blanc et cireux de la peau. L’alcoolisme, un mauvais entraînement sportif, une mauvaise acclimatation au froid et à l’altitude, une déshydratation, une alimentation insuffisante et un mauvais équipement augmentent considérablement le risque de gelure.

Cliniquement, on distingue trois stades de gelure suivant leur évolution:
-Premier stade de la gelure :
Le premier degré est caractérisé par une pâleur ou une cyanose, l'apparition de marbrures, suivie d’un érythème (une rougeur) et d'une sensibilité altérée  lors du réchauffement.
Une gelure de premier degré guérie en quelques jours.

-Deuxième stade de la gelure :

Le deuxième degré superficiel :
Il est marqué par l’apparition de phlyctènes claires (renflement de la peau rempli de sérum) en une douzaine d’heures : même évolution qu'une gelure de premier degré mais les troubles sensitif peuvent durer plus longtemps.
Le deuxième degré profond :
Il est caractérisé par une anesthésie complète, des phlyctènes séro-hématiques (renflement rempli de sérum et de sang) et un œdème important en amont.



Source : http://perso.wanadoo.fr/dmtmcham /gelures.htm

Lorsqu'une gelure de deuxième degré profond évolue en nécrose des tissus, on parle de troisième degré de la gelure.

-Troisième stade de la gelure:
Au troisième degré, la gelure évolue vers une nécrose (mort) des tissus aboutissant à l'amputation des tissus nécrosés.



Source : http://perso.wanadoo.fr/dmtmcham /gelures.htm


Conclusion :

Depuis des millénaires, notre corps a acquis une résistance face au froid. Que ce soit à court terme ou à long terme, le corps humain sait s'adapter : il a des réponses physiologiques graduelles et adaptées au froid.
Malgré tous les mécanismes mis en jeux pour lutter contre le froid, il arrive que la nature ait le dessus, aidée par une faiblesse de notre corps : fatigue, stress, déshydratation, malnutrition, etc.
Savoir reconnaître les premiers signes d'hypothermie et les traiter IMMÉDIATEMMENT est ainsi un gage de survie.


Bibliographie et sources:

-Le forum et les textes de David Manise, instructeur de survie du Centre d'Entrainement et d'Enseignement aux Techniques de Survie : http://www.davidmanise.com/forum/index. … a13350;www

-Survivre, comment vaincre en milieu hostile par Xavier Maniguet.

-Allen & Mike's Really Cool Backcountry Ski Book, Revised and Even Better!: Traveling & Camping Skills for a Winter Environment par Allen O'Bannon

-The Backpacker's Field Manual par Rick Curtis

-The Rough Guide to Travel Health 2 (Rough Guide Travel Guides) par Nick Jones

-Le site: http://perso.wanadoo.fr/dmtmcham /gelures.htm

-http://fr.wikipedia.org/wiki/Refroidissement_%C3%A9olien

-Le site: www.cchst.ca

-Cours de thermos-physique de BCPST 1 par Mr Grün

-L'Homme face au froid de Feldman Sarah

-Ainsi que www.lemonde.fr et www.liberation.fr


Merci au lycée Gabriel Touchard de m'avoir permis d'utiliser une caméra thermique ainsi qu'à Criss Kenton et F. pour la relecture.

[lambda]

Superbe boulot Guillaume! 

2 petites questions:

- pourrais tu nous dire la difference entre une ''onglee'' et une engelure? ca pourrait etre interessant d'integrer la difference entre les 2 dans l expose, si c est pertinent...

- au niveau chronologique, je me disais que la consommation de glycogene par nos muscles, lors de l enclenchement des frissonnements apparaissait avant l'usage de nos reserves graisseuses. mais il semble que ce soit l inverse si j'ai bien compris? ou est ce que cela peut dependre du contexte?
en statique: les frissonnements arrivent rapidement avant meme que l usage des reserves graisseuses n ait le temps de se faire?
en activite physique longue: on consomme notre graisse au fur et a mesure des efforts fournis, et le glycogene avec le jeu du frissonnement se fait quand on est a court de graisse?

la, pour moi c est un peu obscur en fait, au niveau physiologique et de la chronologie de l'usage de nos divers carburants...

Merci de ces precisions, et encore une fois, tres beau boulot!

a+,
Lambda

[Rosetta]

J'ajoute juste un truc : nous ne sommes pas tous égaux face au froid et il est important de le savoir, soit de bien connaître ses facteurs de risque personnels :

- prise de médicaments : Phénothiazines, Barbituriques, Benzodiazépines (anxiolytiques, hypnotiques), Antidépresseurs tricycliques, Hypoglycémiants, Anesthésiques.
Certains médicaments agissent sur la vasoconstriction régulée par le système nerveux central. Par exemple, les antidiabétiques pris soit par injection comme l’insuline ou par prise orale, en raison de leurs effets neuroglycopéniques sur la fonction hypothalamique, peuvent être à l’origine d’hypothermie.

- prise de toxiques : alcool (vasodilatation, qui accroît la perte de chaleur, réduit la régulation thermogenèse et provoque une modification du métabolisme du sucre dans le sang + modification du jugement et altération de la conscience), caféine.

- antécédents médicaux : endocrinopathies (hypothyroïdie par exemple), insuffisance surrénale, hypopituitarisme, asthme et pathologies pulmonaires (risque d'accentuation), antécédents cardio-vasculaires (risque d’angine de poitrine voire d’infarctus accru), grossesse, maladies neurologiques (accident cérébral, désordres hypothalamiques, maladie de parkinson, lésions médullaires), brûlures et affections dermatologiques exfoliatrices, atteintes multisystémiques (malnutrition, sepsis, état de choc, insuffisance hépatique ou rénale), troubles de la circulation sanguine.

- âge : personnes âgées et jeunes enfants sont plus sensibles au risque d'hypothermie

- sexe : la vitesse de refroidissement des pieds et des mains est plus grande chez les femmes, d'où des risques accrus de lésions aux extrémités

Considérer également la morphologie (rapport volume/surface) et la condition physique.

Sources : INRS
http://www.inrs.fr/accueil/produits/mediatheque/doc/publications.html?refINRS=DW%2057
http://www.inrs.fr/accueil/produits/mediatheque/doc/publications.html?refINRS=TC%20109


Merci Guillaume  

[aurochs]

Remarquable étude Guillaume

Aurochs

[guillaume]

Merci .

- pourrais tu nous dire la difference entre une ''onglee'' et une engelure? ca pourrait etre interessant d'integrer la difference entre les 2 dans l expose, si c est pertinent...

Pas bête, je n'ai avais pas pensé. J'esserai de faire ça quand j'aurais 5 min. En attendant si quelqu'un a un élément de réponse .

- au niveau chronologique, je me disais que la consommation de glycogene par nos muscles, lors de l enclenchement des frissonnements apparaissait avant l'usage de nos reserves graisseuses. mais il semble que ce soit l inverse si j'ai bien compris? ou est ce que cela peut dependre du contexte?

De ce que j'ai compris -mais je ne suis pas un expert-, la consommation de glycogène dépend de l'effort. En gros un effort brutal et intense mais consommer le glycogène des muscles et du foie avec qu'un effort "taï-chi" mais consommer de la masse adipeuse (triglycérides transformées pour se substituer au glycogène : carburant moins efficace, besoin de plus de temps pour l'assimiler).
Donc en gros pour moi, il n'y en a pas un qui arrive avant l'autre. En gros t'es toujours en mode "consommation de graisse" mais de temps en temps, quand tu as besoin de d'aller plus vite/plus fort/plus intense, tu te mets à consommer du glycogène, que ça soit pour sprinter ou frissonner.

Enfin, il est bon de savoir que nous ne sommes pas égaux quant à la quantité de glycogène stocké : un sportif de haut niveau en stocke plus que moi .

en activite physique longue: on consomme notre graisse au fur et a mesure des efforts fournis, et le glycogene avec le jeu du frissonnement se fait quand on est a court de graisse?

Ou que la consommation de graisse n'est pas suffisante.

J'espère t'avoir éclaircie un peu (et j'espère aussi ne pas avoir raconté trop de conneries ) ? Sinon, je peux me replonger dans mes cours de prépa, ça me fera un bon exercice.

- prise de médicaments

- prise de toxiques

- antécédents médicaux

Effectivement merci de l'avoir rappelé . J'étais parti du postulat "corps sain" parce que sinon, ça parait dans tous les sens .

- âge : personnes âgées et jeunes enfants sont plus sensibles au risque d'hypothermie

Yep ! Il me semble que l'explication vient du fait que les vaisseaux périphériques des enfants sont moins élastiques que les adultes et que ceux des personnes âgées, eux, sont devenus plus "raide" : la vasoconstriction a du mal à se faire.

- sexe : la vitesse de refroidissement des pieds et des mains est plus grande chez les femmes, d'où des risques accrus de lésions aux extrémités

Là j'apprends quelque chose . Mais je n'arrive pas à visualiser pourquoi.
Si le corps vasocontracte les pieds/main/nez/oreilles en premier, c'est parce qu'ils ont un rapport sang contenu/surface d'échange très favorables aux échanges thermique. Comme la surface d'échange dépend de chaque individu, ça voudrait dire que les femmes ont plus de sang dans les mains ? Ou moins en fait ? Ou que la vasoconstricition est plus efficace ? Bref, je pige pas .

Juste un truc bien qu'il me semble que la théorie semble dire le contraire, adepte du sauna je remarque tout de même par temps froid et humide un plus grand refroidissement que par temps très froid et sec. Même en me séchant après le plongeon dans le lac. Alors c'est du ressentis, rien de mesuré le vent dans ces conditions a peu d'influence, le lieu de repos est abrité. Ah oui je précise sans aucuns sous entendu! Je fais le sauna nu. Donc pas de deperditons due au habits mouillé.

Désolé Loriot, mais je pense que ton MP a tout à fait sa place ici ! Je t'avouerai que j'ai à priori, le même ressenti que toi mais mon cerveau me range du côté de la science suite aux discutions sur la conductivité thermique de l'air humide citée plus haut...
Du coup, ce qui pourrait expliqué ton ressenti à toi, c'est peut être le choc thermique ? Ou alors que tu n'es pas tout à fait sec (micro-goutelettes ?) et là, l'eau liquide est effectivement 25 fois plus conductrice que l'air. Mais ça devient empirique .

a+

PS : Les liens de l'INRA ont l'air vachement bien, merci !

[leballer]

Merci Guillaume,

[lambda]

Ok, merci Guillaume pour toutes ces précisions!

je garde ton explication au chaud, qui me semble clair, dans l'attente d'une infirmation ou confirmation de tes cours ou d'un spécialiste... en tout cas, elle me semble logique en soi.

à+,
Lambda

[fking]

Très intéressant, merci beaucoup !

[Rosetta]

Là j'apprends quelque chose . Mais je n'arrive pas à visualiser pourquoi.
Si le corps vasocontracte les pieds/main/nez/oreilles en premier, c'est parce qu'ils ont un rapport sang contenu/surface d'échange très favorables aux échanges thermique. Comme la surface d'échange dépend de chaque individu, ça voudrait dire que les femmes ont plus de sang dans les mains ? Ou moins en fait ? Ou que la vasoconstricition est plus efficace ? Bref, je pige pas .

Alors... je voudrais pouvoir te répondre précisément mais tu vas devoir te contenter de ce qu'il reste dans ma mémoire, à la suite du visionnage d'une émission en octobre sur Arte (Xenius, "comment notre corps combat-il le froid?"). La vidéo n'est malheureusement plus disponible et j'ai passé la moitié de l'après-midi à faire des recherches pour étayer ce que je raconte, sans succès....
D'après ce dont je me souviens donc, des chercheurs auraient montré que chez la femme, en situation extrême, le métabolisme de base s'activerait en se sur-concentrant au niveau du tronc et de la tête, et qu'il ne serait plus envoyé que le strict nécessaire en volume sanguin dans les membres. Ceux-ci se refroidiraient donc plus vite que chez l'homme qui garde une capacité à irriguer tout son corps de manière uniforme. Le pendant de ce mécanisme, c'est que la femme garderait plus longtemps ses organes vitaux à un niveau de température correct.

Peut-être StormX pourra-t-il corroborer ce que je raconte, car il me semble qu'il a déjà évoqué cette émission dans un autre sujet (si ma mémoire est bonne).

Le mieux serait qu'un médecin puisse nous apporter un étayage plus rigoureux, ou que je continue mes recherches (ce que je vais faire car je déteste ne pas savoir un truc et que ça finit par m'empêcher de dormir ) et que je finisse par trouver les études dont la vidéo parlait....

[Camaro]

Rosetta,
Ici j'ai trouvé que les femmes résistent mieux à la chaleur que les hommes car elles régulent mieux leur température corporelle.
http://www.abcbodybuilding.com/magazine04/thermoregulation.htm
Mais ils ne parlent pas du froid.

Et ici ils disent que la perception selon laquelle les hommes résistent mieux au froid n'est pas prouvée scientifiquement.
http://www.nytimes.com/2009/10/27/health/27real.html

Et ici ils disent que les femmes résistent mieux au froid car elles perdent moins de chaleur périphérique, grâce à une meilleure vasoconstriction.
http://scuba-doc.com/coldacclim.html

Qui croire ?  

[Rosetta]

   Rha mais c'est chiant ça! Conclure qu'on ne saura pas? 

[guillaume]

Mince, je ne voudrais pas vous empêcher de dormir . Mais déjà on avance

et qu'il ne serait plus envoyé que le strict nécessaire en volume sanguin dans les membres.

C'est là qu'il y a un hic selon moi. En effet, ce "shuntage" s'opère aussi chez l'homme, c'est d'ailleurs la raison principale qui fait qu'on ne doit pas bouger une victime d'hypothermie, même consciente (risque de réactiver un minimum la circulation par simple effet mécanique de pompe --> sang très froid qui revient au coeur --> arrêt).

a+

[Duncan]

Sans oublier que les femmes, en général, ont un pourcentage plus élévé de tissu adipeux, donc théoriquement un plus gros isolant et une plus grosse réserve de combustible énergétique.

[lol eau]

  

merci guillaume , c'est un tres bon boulot.

mes connaissances se voient enrichis grace a toi,

c'est pas gratuit, c'est juste un constat 

[Maximil]

 

[Outdoorsman]

Onglée :
Elle survient lors de la phase de réchauffement quand après une phase de refroidissement  (extrémité pale, peau "cartonnée, perte de sensations fines)et vaso-constriction, le sang revient dans les extrémités. Le phénomène peut être douloureux, voire très douloureux. Par ordre croissant de douleur (j'ai testé pour vous  ) on a : l'onglée des mains, des pieds, des oreilles et enfin du nez.
Pour s'en prémunir, hormis éviter l'exposition au froid, il faut éviter les réchauffements trop rapides.
Les onglées sont en général sans conséquences, hormis la douleur ressentie sur le moment. Elle ne laisse pas de séquelles.

Engelure :
C'est le cran au dessus de l'onglée, juste avant la gelure.
La peau devient rouge, s'épaissit et finalement se crevasse et craquèle.
Si l'engelure n'est très grave, elle peut devenir handicapante, le moindre mouvement ouvrant les crevasses. Le phénomène apparait plus fréquemment si on combine exposition au froid et à l'humidité.
On peut prévenir les engelures et/ou les traiter en appliquant des baumes (type homéoplasmine).

[kéké]

Question:
Pourquoi avons nous plus froid dans les alletours de 4h30 quand on dort dehors. Est ce simplement la température qui est plus basse ou y a t'il d'autres raisons?

[VieuxMora]

Question intéressante de kéké

-En météo on apprend que l'heure la plus froide de la nuit se situe environ 1 heure après le lever du soleil. En particulier en absence de nuages avec un temps stable. (et le maximum de température, 1 à 2 heures après le midi vrai local, l'heure de la sieste  )

-Le métabolisme du corps est aussi cyclique avec un minimum de température (environ 36°) vers 4h30,

La combinaison des 2 effets augmente la sensation de froid au petit matin.

Sur ce lien, on voit une illustration des évolutions des fonctions corporelles sur 24h  (chronobiologie)
http://lecerveau.mcgill.ca/flash/i/i_11/i_11_p/i_11_p_hor/i_11_p_hor.html

[StormX]

Question intéressante de kéké

-En météo on apprend que l'heure la plus froide de la nuit se situe environ 1 heure après le lever du soleil. En particulier en absence de nuages avec un temps stable. (et le maximum de température, 1 à 2 heures après le midi vrai local, l'heure de la sieste   )

-Le métabolisme du corps est aussi cyclique avec un minimum de température (environ 36°) vers 4h30,

La combinaison des 2 effets augmente la sensation de froid au petit matin.

Sur ce lien, on voit une illustration des évolutions des fonctions corporelles sur 24h  (chronobiologie)
http://lecerveau.mcgill.ca/flash/i/i_11/i_11_p/i_11_p_hor/i_11_p_hor.html

En voila une question qui me taraudait depuis un moment ! Merci !

Alors... je voudrais pouvoir te répondre précisément mais tu vas devoir te contenter de ce qu'il reste dans ma mémoire, à la suite du visionnage d'une émission en octobre sur Arte (Xenius, "comment notre corps combat-il le froid?"). La vidéo n'est malheureusement plus disponible et j'ai passé la moitié de l'après-midi à faire des recherches pour étayer ce que je raconte, sans succès....
D'après ce dont je me souviens donc, des chercheurs auraient montré que chez la femme, en situation extrême, le métabolisme de base s'activerait en se sur-concentrant au niveau du tronc et de la tête, et qu'il ne serait plus envoyé que le strict nécessaire en volume sanguin dans les membres. Ceux-ci se refroidiraient donc plus vite que chez l'homme qui garde une capacité à irriguer tout son corps de manière uniforme. Le pendant de ce mécanisme, c'est que la femme garderait plus longtemps ses organes vitaux à un niveau de température correct.

Peut-être StormX pourra-t-il corroborer ce que je raconte, car il me semble qu'il a déjà évoqué cette émission dans un autre sujet (si ma mémoire est bonne).

Le mieux serait qu'un médecin puisse nous apporter un étayage plus rigoureux, ou que je continue mes recherches (ce que je vais faire car je déteste ne pas savoir un truc et que ça finit par m'empêcher de dormir ) et que je finisse par trouver les études dont la vidéo parlait....

De ce que j'en ai retenu, plusieurs critères complexes rentrent en jeu. Celui qui pèse le plus dans la balance reste néanmoins la différence entre le volume de masse maigre et de masse grasse chez l'homme et la femme.

La masse maigre (= masse active ou masse musculaire) entraîne une dépense énergétique d'entretien huit à dix fois supérieure à celle engendrée par la masse grasse.

La femme a une masse grasse plus importante que l'homme qui a, en contrepartie, une masse maigre supérieure à celle de la femme. Ceci explique que les besoins énergétiques d'un homme soient supérieurs à ceux d'une femme.

(source)

Le métabolisme basal est principalement fonction de l’importance de la masse de tissus maigres. Les différences de métabolisme basal liées au sexe et à l’âge des individus sont expliquées en grande partie par des différences de masse maigre. En comparant le métabolisme basal d’un homme et d’une femme de poids, taille et âge égaux, celui de l’homme sera 5 à 8 % plus élevé que celui de la femme, la différence étant liée à une proportion plus élevée de masse maigre (muscles squelettiques) chez l’homme que chez la femme. Avec l’âge, la masse maigre diminue et le métabolisme basal est abaissé en conséquence.

(Cf le principe de métabolisme basal)

Grâce à cela, on sait enfin pourquoi nous avons donc toujours plus faim que vous.   Mais cela nous permet du même temps de conclure que notre masse musculaire, plus importante, nous permet de produire plus de chaleur pour la même quantité de carburant ingéré. Car, qui dit dépense énergétique dit production de chaleur.
En d'autre terme, à un âge, poids et surface égales, pour la même quantité de carburant ingérée et les mêmes conditions climatiques, les femmes ont un radiateur plus petit et moins productif que celui des hommes.

Toujours de ce que j'ai lu, les femmes ont la même réaction que les hommes face à de basses températures, à savoir : une vasoconstriction des extrémités. Mais du faite de leur plus faible production de chaleur, cela intervient plus vite. Ainsi, comme le dit Rosetta, leur système, aux réserves calorifiques plus faibles et au radiateur de l'an 40 ( ), va trés vite favoriser (comme les hommes, mais à plus court terme) les organes vitaux. Et c'est dans la même logique que l'on comprend qu'il est plus difficile pour elles de se réchauffer aussi vite que leurs opposés.

La conclusion, c'est que si je porte un pull, elle devra en porter deux.  

Dans mes recherches, j'étais tombé sur ce gros cours d'un université parisien : la thermorégularion et cet autre document


ps : pour le topic dont tu parles rosetta c'était celui ci : Les disparités homme / femme en matière de survie ?

[Rosetta]

  Merci pour les précisions StormX!