les astreintes thermiques dr foglia bruno jdv nancy 3,4,5 octobre 2005
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LES ASTREINTES
THERMIQUES
Dr FOGLIA Bruno
JDV Nancy
3,4,5 octobre 2005
INTRODUCTION
• La contrainte thermique → astreintes physiologiques et psycho-sensori-motrices responsables :
→ dysfonctionnement ou sollicitation excessive de l’organisme
(25 % salariés jugent trop contraignantes les ambiances hygro-
thermiques)
DEFINITION
• Homme = homéothermes : température centrale indépendante du milieu ambiant
• Le noyau (muscle ,viscère) : produit la chaleur
• La périphérie (peau, tissus sous-cutanés) : lieu de transfert de la chaleur entre le noyau et l’ambiance
• Constance de la T° corporelle = équilibre entre production ou gain de chaleur (thermogénèse) et perte de chaleur ( thermolyse)
THERMOGENESE
Elle est la somme de la chaleur dégagée ou produite par :
THERMOGENESE• Le métabolisme de base :
- 1700 calories pour un homme de 70 kg, à jeun, au repos, à 18 °C, moyennement vêtu
- Métabolisme constitué de milliers de réactions chimiques :certaines consomment de l’énergie, d’autres en produisent
- Rendement jamais à 100% → énergie « gaspillée » sous forme de
chaleur
- Tonus musculaire au repos : 30 % de la chaleur totale
- Foie : organe le plus chaud du corps
THERMOGENESE
• L’excercice musculaire :
- Le rendement musculaire est faible : 80 % de l’énergie
consommée est dissipée en chaleur
- Frisson = activité musculaire involontaire destinée à ↑ la
thermogénèse
- Impossible de réduire la production de chaleur autrement que par
l’immobilité complète
• Les métabolismes ajoutés, en particulier l’alimentation
LA THERMOLYSE
• Le corps humain échange de la chaleur avec le milieu ambiant
• Les transferts se font toujours du milieu le plus chaud vers le milieu
le plus froid
• Les échanges au niveau interfaces peau - ambiance et voies
respiratoires - ambiance se produisent selon 4 modalités
LA THERMOLYSE
• le rayonnement infrarouge
• la convection
• la conduction
• l’évaporation - sudation
LE RAYONNEMENT INFRAROUGE
= échange thermique entre la peau et les éléments solides placé dans l’environnement
• Tout corps porté à une certaine T ° émet un rayonnement infrarouge qui entraîne une dissipation d’énergie vers l’extérieur
• De la même manière il peut en absorber (selon sa couleur)
• Mécanisme d’importance modéré
APPLICATION
• Nature des vêtements :
- T° ambiante < T ° corps → vêtement s’échauffe par absorption
du rayonnement émis → protection contre le refroidissement
- Réfléchir le rayonnement émis par les sources de chaleur →
protège le corps contre un échauffement excessif (couleur
blanche, vêtements aluminisés )
LA CONVECTION = échange entre le corps et un fluide ( air, eau) en mouvement
• En milieu aquatique : échanges 25 fois + élevé qu’avec l’air
• Air réchauffé au contact de la peau tend à se déplacer vers le haut ( + léger) , et est remplacé par de l’air + frais
• Echange ↑ si ↑ renouvellement du fluide (ventilateur, vent, mouvement du sujet)
•Mécanisme de déperdition de chaleur + important que le rayonnement
APPLICATION
• Nature des vêtements :
Empêche la convection donc porter des
vêtements légers et amples quand il fait chaud
LA CONDUCTION
= échanges par contact direct entre deux solides
• Proportionnel au gradient de T°, au coefficient
d’échange, à la surface corporelle d’échange
• Peu efficace = 3% des échanges thermiques
APPLICATION
• Points de contact entre l’opérateur et des
surfaces froides (ou chaudes) :
- semelles des chaussures,
- manipulation d’objets froids (ou chauds)
EVAPORATION - SUDATION
• Evaporation = mécanisme prépondérant de la thermolyse
• Perte de vapeur d’eau par les poumons : négligeable pour l’homme (1/2 l par 24 h ) • Perspiration : diffusion de l’eau des couches superficielles de la peau vers l’ extérieur (1/2 l par 24 h) • Sudation : sueur secrétée à la surface de la peau qui accroît considérablement l’évaporation.
EVAPORATION-SUDATION• Mouillure de peau = surfaces mouillées /surface corporelle totale
• L’évaporation de l’eau s’accompagne d’une perte de chaleur
• Très efficace : 1 litre d’eau évaporée permet d’éliminer 580 kcal (l’eau pour changer d’état et s’évaporer emprunte « des calories » à la peau qui se refroidit)
• Mais l’air ambiant doit être renouvelé et non saturé en vapeur d’eau
APPLICATIONVêtements et évaporation :
•Vêtements → la couche d’air se renouvelle mal et est saturée d’humidité → l’évaporation de la sueur↓et mouille la peau• Sueur qui s’écoule vers le sol ne participe pas au rafraîchissement → vêtements légers permettant de retenir la sueur sans empêcher son évaporation
EQUILIBRE THERMIQUE
• L’homme est un homéotherme = T° centrale doit être maintenue
constante
• A l’équilibre, le bilan thermique entre l’homme et son
environnement se définit par l’équation :
Bilan thermique
B = M +/- P +/- C +/- R - E M : métabolisme énergétique lié au travail et au
métabolisme de base
P : échange thermique par conduction
C : échange thermique par convection
R : échange thermique par rayonnement
E : échange thermique par évaporation
ASTREINTES A LA CHALEUR
• En ambiance chaude, l’équilibre du bilan
thermique met en jeu plusieurs mécanismes se
traduisant par :
- Une astreinte thermostatique
- Une astreinte circulatoire
- Une astreinte sudorale
L’ ASTREINTE THERMOSTATIQUE
= élévation de la température superficielle cutanée
par vasodilatation échange de chaleur ↑par⇒ convection et rayonnement
• La température cutanée se situe normalement
entre 28 et 36 °C, seuil d’alarme à 42 °C,
sensation de brûlure à 45 °C
ASTREINTE CIRCULATOIRE
• Découle de la précédente
• Vasodilatation périphérique
• Augmentation du débit sanguin et de la fréquence
cardiaque
• Une partie du sang est détournée vers la peau
→ l’irrigation musculaire sera donc moins
efficace en atmosphère chaude
(fatigue musculaire)
L’ASTREINTE SUDORALE
• L’évaporation de la sueur est le moyen le plus efficace de lutter
contre la chaleur
• L’évaporation de la sueur peut être entravée par le vêtement de
travail
• Si la sueur ruisselle sur la peau, elle est inefficace
• Dépendante de la saturation de l’air en humidité
L’ASTREINTE SUDORALE
• La sudation maximale ( S Max ) : quantité de chaleur
maximale de sueur qu’un sujet peut fournir (5 litres/8 H)
• Sudation maximale admissible (D max) : 1,5 litre / H • Evaporation requise (E req) nécessaire à l’équilibre du bilan
thermique
• Associée à E req, la sudation requise (S req) est la quantité de sueur qu’il faut évacuer
ACCLIMATEMENT A LA CHALEUR
= lorsqu’un opérateur est soumis de façon habituelle à une même ambiance chaude modérée :
• Son astreinte thermique est plus faible,
• La sudation est plus importante,
• La température rectale est plus basse,
• L’ accélération cardiaque est plus modérée,
• La sueur a une concentration plus basse en sels,
• L’acclimatement doit être entretenu (disparition en 4 semaines).
INDICES DE CONTRAINTES OU D’ASTREINTES
Permettent de :
• Déterminer si une situation de travail fait courir un risque
• Si durée d’exposition doit être limitée
• Sur quel paramètre agir
INDICES DE CONTRAINTE
• De nombreux indices ont été proposés
• L’indice WBGT et la sudation requise sont les plus utilisés
• Ces 2 indices permettent avec précision d’évaluer le bilan thermique
Le WBGT
• Évaluation simplifiée de la contrainte thermique • Température humide naturelle (Thn) →
thermomètre à humide• Température moyenne de rayonnement →
thermomètre à globe noir (Tg)• Estime le caractère tolérable d’une situation de
travail∙ L’indice WBGT a des limites• Sert au dépistage
INDICE DE LA SUDATION REQUISE
• Permet une approche plus précise que le WBGT• Permet de connaître le mécanisme sur lequel il faut agir Comporte 3 étapes: → détermination de l’ E req ( d’après paramètres de base)
pour conserver l’équilibre thermique
→ estimation de E max (selon possibilité mouillure et Pa), la mouillure cutanée requise est déterminée par
E req ∕ E max
→ détermination de S req à partir de E req, mouillure cutanée requise et d’un rendement évaporatoire
INDICE DE LA SUDATION REQUISE
• Intérêt : proposer une limite de temps d’exposition si l’ambiance thermique ne permet pas le maintien de l’homéothermie.
• La durée limite d’exposition (DLE) obtenue à partir de l’ISR est comparée aux DLE obtenues à partir de grandeurs physiologiques (T° buccale, Fc repos, sudation mesurée).
INDICE DE LA SUDATION REQUISE
• A court terme : limiter l’exposition à la chaleur pour éviter que le stockage de chaleur ne dépasse une valeur seuil
• A long terme:limiter l’exposition pour que la perte hydrique ne dépasse pas une valeur critique
INDICES PHYSIOLOGIQUES
• Astreinte thermostatique : mesurage des températures corporelles ou de la fréquence cardiaque
• Astreinte sudorale
ASTREINTE THERMOSTATIQUE
Mesurage des températures corporelles :
• Cinq sites de mesures
(œsophage, rectum, tympan, CAE, cavité buccale)
• Concordance entre variation de t° centrale et variation de la tbu → intérêt en situation de travail (facilité utilisation)
• Valeur limite admissible :↑1°C T°centrale
• Evaluation confort thermique → tsk moyenne (pondération d’un certain nbre de tsk locale )
• Seuil douleur : tsk à 45°C
ASTREINTE THERMOSTATIQUE
Mesure de la fréquence cardiaque :
• Cardiofréquencemètre
• ↑FC / repos = composante thermique (dFCT) liée à
↑T° centrale + composante motrice (dFCM) liée aux efforts musculaire
• Composante dFCM disparaît en 3 min (dFCT + long)
• EPCT = Fcr –Fco (Fcr= moy Fc de récupération 3,4 et 5 min )
• Valeur seuil de 20 bpm d’EPCT
ASTREINTE SUDORALE
• Pesées des sujets
• Variation masse corporelle fonction :
→ surtout : évaporation, variations entre les ingestion et les
excrètats.
→ et de façon négligeable : écarts de poids entre le CO2
expiré et l’ O2 inspiré
• Précisions des balances (début fin poste, avant après toilettes, les ingestions )
INDICES SUBJECTIFS
• En situation de contrainte thermique
• En situation de confort thermique
• Entretiens non directifs ou questionnaires
CHOIX DE L’INDICE
• De nombreux indices existent
• Le WBGT et l’indice de sudation requise sont les plus utilisés mais mesure de nombreuse grandeurs physique, mise en œuvre complexe…
↑ ⇨ FC de repos plus simple à quantifier
• FC : indice fiable, facile à utiliser
• EPCT → estimation ↑de la T ° centrale ( mais validée qu’en situation de laboratoire )
PREVENTION
PREVENTION TECHNIQUE COLLECTIVE
- Isolement ou isolation des sources de chaleur
- Mécanisation des tâches , écrans absorbants entre source et
travailleur
- Ventilation , climatisation
- Cabines climatisées de surveillance à distance
- Boissons fraîches non alcoolisées à disposition
ORGANISATION DU TRAVAIL
• Période d’acclimatement
• ↑ pauses de récupération
• ↓ temps d’exposition
• Horaires de travail
• Travail d’équipe à privilégier
• Adopter son propre rythme de travail
• Locaux climatisés
MESURES COMPORTEMENTALES
• Situation individuelle
• Se tenir informé (conditions météo…)
• Boire régulièrement (1 verre eau ∕ 15-20min )
• Vêtements amples, légers, clair
• Se protéger tête du soleil
• Adapter son rythme de travail selon tolérance chaleur
• ↓efforts physique (dans la mesure du possible )
• ↓source additionnelle de chaleur
• Signaler symptôme de malaise
HYGIENE DE VIE
• Vigilance si problème de santé et ∕ ou médicaments
• Eviter boissons alcoolisées
• Pas lieu de donner un apport de sel
• Limiter consommation de tabac (si pathologie respiratoire)
• Eviter les repas trop copieux
PRENVENTION TECHNIQUE INDIVIDUELLE
- Vêtements métallisés ou résistants à la chaleur
- Ecrans mobiles, lunettes protégeant des infrarouges
- Vêtements refroidis par jets continu d’air qui donnent de
l’air frais
INFORMATION ET FORMATION
• Sur les risques de l’exposition à la chaleur
• Importance de l’apport hydrique
• Premiers signes d’intolérance
• Faciliter les pauses
• Travail en équipe
• Activité physique régulière → meilleure adaptation à la chaleur
PREVENTION MEDICALE
- Surveillance médicale spéciale (arrêté 11/07/1977)
- Mesures (réalisées en milieu de travail) pouvant s’avérer complexe : T° peau (3 niveaux différents), FC, T° centrale
- Hygiène alimentaire, importance des boissons
- Acclimatement d’une dizaine de jour
ASTREINTE AU FROID
• Deux objectifs :
- Diminuer les pertes de chaleur par
échange avec le milieu
- Augmenter la production de chaleur
DIMINUER LES PERTES DE CHALEUR
• Vasoconstriction périphérique :
– Pâleur cutanée– Maladresse musculaire
• Diminution de la T° cutanée : ↓ pertes thermiques par convection et radiation
AUGMENTER LA PRODUCTION DE CHALEUR
• Travail musculaire involontaire :
– Les tremblements et les frissons
– Contractions réflexes des muscles, 5 à 10 fois /sec– Constituent la thermogénèse de réchauffement
– Produit à peu près 200 watts pour un homme de 70 kg
AUGMENTER LA PRODUCTION DE CHALEUR
• Travail musculaire volontaire– Apporte de la chaleur au prix d’une dépense des
réserves de l’organisme– Il faut donc augmenter l’apport en aliments
rapidement utilisables et aliments de réserve (ration lipidique..)
– Pas d’alcool car il entraîne une vasodilatation périphérique et donc une perte de chaleur
AUTRES REACTIONS
• Réactions non spécifiques au stress:
↑cortisol plasmatique, adrénaline et noradrénaline
• Réactions des sujets non acclimatés :
tendance hypoglycémie, cétonurie,↑acides gras non estérifiés
ACCLIMATEMENT AU FROID
• Parallèlement à la chaleur, il existe une phase d’acclimatement au froid
• Meilleure tolérance (diminution des frissons)
PREVENTION
PREVENTION TECHNIQUE COLLECTIVE
– Chauffer les locaux, pauses longues dans locaux chauffés permettant le séchage des vêtements de travail
– Boissons chaudes , non alcoolisées
– Chambres froides : installations de surveillance avec indication de présence de personnel, ronde en fin de poste, portes pouvant s’ouvrir facilement de l’intérieur
– Plongée : durées limitées en fonction de la T° de l’eau
PREVENTION TECHNIQUE INDIVIDUELLE
– Vêtements appropriés ( isolement thermique mesuré en clo)
– Sous-vêtements (laine, coton ) pouvant être changés facilement
– Chaussures ou bottes fourrées, chaussettes épaisses, changées facilement (chaussures de sécurité : coque et semelles métalliques bien isolées)
– Gants fourrés (si possible à doigts séparés)
– Plongée : combinaisons adaptées, chaussons et cagoules
PREVENTION MEDICALE
– Chambres frigorifiques : surveillance médicale
spéciale (arrêté 11/07/1977)– Vérifier l’ accoutumance au froid, rechercher
signes de désadaptation– Jeunes de – de 16 ans : interdiction aux étalages
extérieurs / Jeunes de – de 18 ans et femmes enceintes : interdiction si T° < O ° C
– Ration alimentaire ↑ (lipides, glucides,vit C) ) boissons↑ car sécheresse de l’air
CONCLUSION
• Plainte → repérer objectivement la classe d’ambiance thermique → WBGT → inconfort ou situation de contrainte thermique
• Situation d’inconfort (pas de risque santé ) → paramètres ambiance thermique pourront être évalué
• Situation de contrainte thermique (risque santé) → indice simple : Fc (pertinence entre dtbu et EPCT)
• Seuil de 20 bpm d’EPCT si durée d’exposition < 60 min• Durée d’exposition > 60 min → mesure astreinte sudorale
(pesée) en complément de celle de l’astreinte thermostatique
• Pour prévention technique : ISR car évalue l’origine du risque
CAS CLINIQUES
CAS CLINIQUE N° 1
• Une femme de 35 ans consulte en médecine du travail pour aggravation de sa maladie de Raynaud idiopathique à son poste de travail…….
HISTOIRE DE LA MALADIE
• En effet depuis quelques mois les
épisodes syncopales se sont aggravées …….
ANTECEDENTS
• Ses antécédents sont marqués par une
maladie de Raynaud idiopathique.
• Elle ne prend aucun médicament, et elle ne
fume pas.
Son poste de travail ?
• Elle est secrétaire…..
• Elle travaille dans une pièce mal chauffée
(16 à 18 ° ), elle doit porter des gants pour taper sur le clavier de son ordinateur.
RECOMMANDATIONS
• Chauffer davantage la pièce.
• Elle doit éviter l’exposition au froid et se protéger par des vêtements chauds.
• Un transfert dans une pièce mieux chauffée est demandé.
CAS CLINIQUE N ° 2
• En mars 1996 (été austral à la Réunion), un homme de 35 ans, couvreur, présente une perte de connaissance brutale sur les lieux de son travail (toiture plate).
HISTOIRE DE LA MALADIE
• A la prise en charge, le SAMU note des
convulsions généralisées,
un collapsus cardio-vasculaire,
une température supérieure à 42 °C.
HISTOIRE DE LA MALADIE
• En réanimation : diagnostic de coup de chaleur porté. • A l’examen :
- score de Glasgow égal à 3, - collapsus cardio-vasculaire, - oligo-anurie , - hémorragies diffuses, phlyctènes
dorsales, - téguments secs et gris.
• La TDM cérébrale est normale.
HISTOIRE DE LA MALADIE
• Le bilan biologique objective :
- un ionogramme normal,
- une insuffisance rénale,
- une cytolyse hépatique,des troubles de
la coagulation majeurs.
HISTOIRE DE LA MALADIE
• Le traitement associe : - ventilation,- refroidissement par hémofiltration
continue, glaçage, - Dantrolène, - transfusion de fibrinogène, de PFC, - remplissage vasculaire et amines vasopressives
HISTOIRE DE LA MALADIE
• Le décès survient à H4 dans un
tableau de faillite multiviscérale
RECOMMANDATONS• En milieu tropical, l’activité physique même modérée,
expose l’individu non acclimaté,au coup de chaleur
• La phase d’acclimatation au climat tropical
(7 à 14 jours ) doit être respectée :
- boissons abondantes, abstention de boissons
alcoolisées,
- port de vêtements amples et coiffure,
- montée en charge progressive des activités
physiques, sous peine d’accident grave.
MERCI
DE VOTRE ATTENTION