IV - Le travail en atmosphère chaude

Une contrainte musculaire importante et la chaleur ambiante posent à l'organisme des problèmes convergents de régulation thermique. Dans les deux cas celui-ci devra accentuer, par tous les moyens possibles, sa perdition de chaleur. Bien entendu la conjonction des deux causes pose de sérieux problèmes qui peuvent devenir insurmontables dans certains cas, en particulier lorsque l'air est saturé en humidité (U = 100%) et que la contrainte énergétique est très élevée.

A - Les adaptations à la dissipation de chaleur (thermolyse)

Avant tout exposé sur les mécanismes d'adaptation à la chaleur, il faut savoir que la valeur de la température interne n'est pas uniforme dans l'organisme : on a l'habitude, pour simplifier, de distinguer le "noyau", les organes internes et "l'écorce" ou "enveloppe", les couches les plus externes peau en particulier, qui constitue l'interface thermique avec l'environnement.

 * La température centrale (en pratique on l'assimile à la température rectale) est peu affectée par la température de l'air ambiant, tant que celle-ci ne dépasse pas 37° à 40°C. En revanche elle varie de façon assez nette, mais dans des limites étroites, en fonction du travail musculaire.

 * La température de l'écorce est inférieure à celle du noyau et varie fortement avec la température de l'air ambiant : lorsque celle-ci passe de 22 à 35°C (dt = 13°), la température moyenne de la peau passe de 30° à 34°C (dt = 4°C).

1 - Les adaptations à court terme (opérateur non acclimaté)

 a) La sudation

Dans les cas étudiés ici l'évaporation de la sueur est le mécanisme de régulation de loin le plus important, et souvent même le seul possible. On a pu facilement démontrer par des expériences directes que le mécanisme exclusif qui déclen-chela sudation est l'élévation de la température centrale et spécialement celle des thermorécepteurs du cerveau : il suffit pour cela d'une élévation du quelques dixièmes de degrés.

Le débit sudoral peut atteindre 1,3kg/h. On admetra toutefois que le débit maximum admissible est de 1kg/h sur 8 heures, valeur qu'il convient de diminuer pour les individus de petite taille. Les valeurs retenues par l'O.M.S. (1969) sont égales à 1,5 l/h en pointe et 5 l pour la durée totale du travail journalier. Consultez surtout la NF 35.204 de décembre 1982.

Il est évident que la consommation de boissons devra être adaptée à cette perte en eau considérable : elle pourra s'élever à 7 à 9 l par jour. Mais la sueur contient une quantité non négligeable de chlorure de sodium (5g/l pour un sujet non acclimaté) et cette perte en sel doit être compensée par l'alimentation. Habituellement l'apport alimentaire en NaCl est supérieur aux besoins et le rein par l'urine élimine le sel en excés. En conséquence cet apport reste suffisant dans la plupart des circonstances de travail pour lesquelles la température ambiante entraînent une sudation importante. Toutefois dans les cas critiques l'apport alimentaire peut être trop discontinu, voire insuffisant ; il sera alors nécessaire de le compléter par des boissons appropriées (bouillons froids, jus de tomate légèrement salés, et cachets de sel dans les cas extrêmes ). Mais il faut savoir qu'un régime trop salé peut, à la longue, entraîner des troubles chez certains opérateurs (l'hypertension artérielle).

Une abondante sudation, entraine une diurèse plus faible et une concentration en sels de l'urine de l'opérateur plus élevée.

b) Les adaptations circulatoires

Lorsque l'organisme doit évacuer une grande quantité de chaleur on observe une vasodilatation cutanée. Celle-ci entraîne, lorsque la température de l'air ambiant n'est pas trop élevée, un accroissement de la déperdition de chaleur par convection et par rayonnement. Mais c'est l'évaporation de l'eau transpirée qui entraine la déperdition de chaleur la plus élevée.

La vasodilatation périphérique augmente le flux de sang ce qui fournit aux glandes sudoripares l'eau nécessaire à la production de sueur. D'autre part, le sang qui circule au niveau de la peau est refroidie par l'évaporation de la sueur. Il repart vers les régions profondes à une température nettement plus basse ce qui permet de diminuer efficacement la température centrale.

Bien entendu cette vasodilatation entraîne une augmentation importante du débit sanguin au niveau de la peau. Une accélération du rythme cardiaque permet, par voie réflexe, de réduire la chute de pression artérielle qui en découle. On note toujours à l'équilibre que :

Dfc = 33 Dtr

avec

Dfc = (fcR - fc5) avec fcR = fréquence cardiaque de repos,

fc5 = fréquence cardiaque mesurée dans l'ambiance 5 minutes après arrêt de l'effort musculaire.

Dtr = variation de la température rectale

Pendant le travail l'accélération cardiaque due à l'élimination de la chaleur s'ajoute à celle qui est imposée par l'accroissement de l'irrigation musculaire au cours de l'effort.

A l'arrêt du travail l'accélération liée à l'irrigation musculaire va régresser rapidement tandis que l'accélération liée à la régulation thermique s'atténuera bien plus lentement. On admet que la température rectale ne doit pas s'élever dans ces conditions de plus de 1,2°C (limite de sécurité).

Il y a contradiction entre les exigences du travail musculaire et celle de la thermolyse. Le premier s'accompagne normalement d'une vasoconstriction généralisée (après une brève phase de vasodilatation), à l'exception des groupes musculaires actifs dont la vasodilatation est importante. La deuxième nécessite une vasodilatation au niveau de la peau. Une partie du sang étant détournée vers la peau, pour une même contrainte musculaire l'irrigation musculaire sera donc moins efficace en atmosphère chaude : la fatigue musculaire apparaîtra plus vite. De plus la puissance maximale musculaire qui pourra être développée sera moins importante puisque à contrainte musculaire égale le coeur bat plus vite en atmosphère chaude qu'en atmosphère thermique neutre.

2 - Les adaptations à long terme

Lorsqu'un opérateur est soumis de façon habituelle à une même ambiance chaude modérée il supporte mieux la contrainte thermique au bout d'une quinzaine de jours : son astreinte thermique est plus faible le sujet est acclimaté à la chaleur : il est dans un état physiologique appelé acclimatement (l'acclimatation est l'évolution physiologique qui conduit à l'acclimatement).

Chez cet opérateur on constate que pour une même contrainte énergétique et thermique :

- la sudation est plus importante

- la température rectale est plus basse

- l'accélération cardiaque est plus modérée

- ceci va permettre au travailleurs d'atteindre des performances physiques plus élevées (puisque celles-ci sont limitées par l'accélération cardiaque)

- on peut également constater une diminution du débit urinaire et une réabsorption reinale du Na+.

L'acclimatement doit être entretenu par des expositions quotidiennes sous peine de disparaître en 4 semaines.

Des épreuves d'exposition à la chaleur, sous contrôle médical, permettent d'apprécier le degré d'acclimatement des sujets. Les possibilités d'adaptation sont bien sûr différentes selon les personnes (variabilité inter individuelle).

B- Les inadaptations à la chaleur et les effets pathologiques

Lorsque les régulations mises en jeu sont dépassées les effets pathologiques apparaissent.

1 - Coup de chaleur

Il peut apparaître lorsque l'ambiance est très chaude. il s'agit d'une défaillance brutale de la thermorégulation avec perturbation du système nerveux central (perte de conscience), température rectale élevée, (supérieure à 40,6°C), absence totale de transpiration (anhydrose). C'est un accident grave . Il conduit souvent à la mort. L'insolation est une variété de coup de chaleur due à l'échauffement prépondérant de la tête.

Le coup de chaleur doit être traité par un refroidissement énergique. La méthode la plus efficace est le bain froid que l'on interrompt lorsque la température rectale est inférieure à 38,8°C (vérifier toutes les trois minutes). On le fera suivre par un refroidissement sous ventilation. A défaut de bain froid, soustraire immédiatement le malade à l'ambiance chaude, le déshabiller, ventiler énergiquement après lui avoir mouiller abondament le corps.

2 - Hyperpyrexie

Elle diffère du coups de chaleur par la persistance de la conscience et de la sudation, mais le malaise s'accompagne d'une température supérieurs à 40,6°C. Elle sera soignée comme un coup de chaleur.

3 - Syncope due à la chaleur

Celle-ci ne doit pas être confondue avec le coup de chaleur. Il peut s'agir d'une perte totale de conscience, d'un étourdissement, d'une sensation de malaise. Elle provient d'une défaillance circulatoire entraînée par une trop forte accélération cardiaque due à une vasodilatation périphérique trop importante. Elle est due à une chute de la tension artérielle et est caractérisée par une température rectale nettement inférieure à 40,6°C.

On traitera la syncope par un refroidissement simple : déshabiller le patient, l'allonger dans une ambiance plus fraîche et ventilée.

4 - Déshydratation

Elle s'accompagne toujours d'une sensation de soif avec éventuellement sécheresse de la bouche, réduction excessive des urines qui sont trop concentrées, rythme cardiaque rapide. La température est élevée, mais reste inférieure à 40°C. Les troubles du comportement mental apparaissent dans les cas sérieux : perception de sensations anormales, délirium. La mort peut alors survenir rapidement.

Traitement : ingestion d'eau ou mieux perfusion intraveineuse. Les volumes d'eau à absorber sont de 6 à 8 l/24 h. Par perfusion on peut injecter jusqu'à 4 l/24 h. de solution isotonique glucosée.

5 - Déficit sodique

Le taux de sodium doit rester constant dans le sang sous peine d'entraîner une altération du fonctionnement cellulaire (plus particulièrement au niveau du système nerveux, des muscles, du coeur).

Les symtômes sont variés. On observe de la fatigue, des vertiges des nausées, parfois des vaumissements. Les crampes sont caractéristiques : elles débutent souvent aux doigts, aux lèvres (aspect en "museau de carpe") puis s'étendent aux membres et au tronc. Elles s'accompagnent de mouvements convulsifs des muscles atteints, entrecoupées de périodes de rémission. Les accés sont très douloureux et durent de 1 à 3 minutes. Dans les cas graves on peut observer de l'hypotension artérielle due à une hyposystolie.

Une erreur grave serait de proposer de boire de l'eau pure. Il faut boire en effet de l'eau salée (20g le premier jour) sous forme de bouillons etc… La perfusion saline pourra être nécessaire.

Certains comportements caractérisés par des crises d'agitation, des colères, ont une origine similaire. Ils surviennent surtout chez les opérateurs encore mal adaptés à la chaleur.

6 - Autres maladies

L'oedème de chaleur (gonflement des pieds et chevilles, causes d'arrêts de travail).

L'anhydrose et épuisement (état d'intolérance à la chaleur apparaissant progressivement après plusieurs mois. Présence de petites vésicules sur la peau).

La miliaire rouge (éruption de nombreux points rouges dus à l'obstruction des conduits des glandes sudoripares).

Les maladies microbiennes. La présence de courants d'air, une ventilation inadaptée favorisent la circulation des microbes et fragilisent les muqueuses ventilatoires. Ces microbes (virus, bactéries) trouvent alors un bon terrain de développement et provoquent des maladies microbiennes chez les opérateurs.