1

DIPLÔMEDIPLÔME D’D’ERGONOMIEERGONOMIE ET DEET DE PHYSIOLOGIEPHYSIOLOGIE DUDU TRAVAILTRAVAIL

Unité d’Ergonomie

Faculté de MédecinePitié-Salpêtrière

Directeur du diplômeDocteur

Bronislaw KAPITANIAK

DIPLÔME DIPLÔME D’D’ERGONOMIE ERGONOMIE ET DEET DE PHYSIOLOGIE PHYSIOLOGIE DU DU TRAVAILTRAVAIL

option 2option 2Ergonomie de l’ambiance physique et psychosocialeErgonomie de l’ambiance physique et psychosociale

p

91, bd de l’Hôpital75 634 Paris cedex 13

www.ergonomie.chups.jussieu.fr

ambiance thermique ambiance thermique 77

effets de chaleur sur l’hommeeffets de chaleur sur l’homme

effets psychoeffets psycho--sensorisensori--moteursmoteursp yp y

moyens de protectionmoyens de protection

2

19% 19% de salariés en France exposés de salariés en France exposés

aux nuisances thermiquesaux nuisances thermiques

tolérance à la chaleurtolérance à la chaleurâge avancéâge avancéobésitéobésitéconsommation d’alcoolconsommation d’alcoolf ibl ité h if ibl ité h ifaible capacité physiquefaible capacité physiqueabsence d’acclimatement absence d’acclimatement convalescenceconvalescencemédicamentsmédicaments

diurétiquesdiurétiquespsychotropespsychotropesantiallergiquesantiallergiques

pathologiespathologiesfièvrefièvremaladies endocryniennesmaladies endocryniennesdiabètediabète

3

effets pathologiqueseffets pathologiques

syncope (tsyncope (trere > 39> 39°°C)C)

déficit hydrique (> 5% volemie)déficit hydrique (> 5% volemie)

érythème dû à la chaleur érythème dû à la chaleur

crampes de chaleur (5 crampes de chaleur (5 –– 10 heures)10 heures)

déficit sodique (3déficit sodique (3 5 jours)5 jours)déficit sodique (3 déficit sodique (3 –– 5 jours)5 jours)

brûlures (tbrûlures (tsksk > 48 > 48 °°C)C)

coup de chaleur (tcoup de chaleur (trere > 41> 41°°C)C)

8 sujets8 sujetsen régime hyper et hypoen régime hyper et hypo--sodésodé

en gris exposition à la chaleur

R - ingestion d’un repas

4

impact de la chaleur sur la performance cognitiveimpact de la chaleur sur la performance cognitive

distribution des débits locaux

débit cardiaque

muscles

viscères

peau

ff t i t 43°

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000

cerveau

muscles effort intense 43°effort intense 25°repos 43°repos 25°

J.P.MEYER 1999

5

glandes sudoriparesglandes sudoripares1,6 1,6 -- 4 millions4 millions

densitédensitédos 64 / cm2 de la peaufront 181 / cm2 de la peaupied 620 / cm2 de la peau

évaporation d’11 ml = 2,52,5 kJ

perspiration insensible 600 - 800 ml / jour = 1700 kJ

évaporationévaporationEE

é ti d 1 d’ à t é t d 35°Cévaporation de 1 g d’eau à une température de 35°C

absorbe 2,5 kJ = 0,674 Wh = 0,585 kcal

Emax = he (Pa - Ps,sk )

où :EEmaxmax = évaporation maximale permise par l’ambiancehhee = coefficient d’évaporation (W m-2 kPa-1)PPaa = pression de vapeur d’eau ambiante (kPa)PPs,sks,sk = pression saturante de vapeur d’eau cutanée (kPa)

6

débit sudoralml/h

limites d’efficacité de la thermorégulationlimites d’efficacité de la thermorégulation

200

300

400

500

100

relation entre volémie et température internerelation entre volémie et température interneΔtint

en °C

perte hydrique en % du poids corporel

7

°C b/min l/h1 2 3

acclimatement à la chaleuracclimatement à la chaleur

jours

acclimatement à la chaleuracclimatement à la chaleur

24 sujetstravaillant 110 minà ttaa = 49°C HRHR = 20%

9 jours de suite9 jours de suite

Pandolf 1977

8

adaptation à la chaleur au cours d’un travail à 50% VOadaptation à la chaleur au cours d’un travail à 50% VO22maxmax

Δtre

Δtbody

25°C30°C

body

Δpoids

Eres

Esk

sruissel

ηsw

Grucza 1987

9

débit sudoralWm-2

exposition à 40exposition à 40°°C et 30% HR C et 30% HR

femmeshommes

temps min

Grucza 1995

tre °C

exposition à 40exposition à 40°°C et 30% HR C et 30% HR

tsk °C

femmes E

hommes

femmes L

femmes E

temps minGrucza 1995

10

exercice 50% VOexercice 50% VO22max à 28 et 37max à 28 et 37°°CC°C

37°C

37°C

28°C

Δtsk Δtre

28°C

Grucza 1996

FRc/min

FCb/min

37°C

28°C

37°C

28°CVT

l

VE

SVml

CO

37°C

28°C37°C

28°C

VEl/min l/min

37°C

28°C 37°C

28°C

Grucza 1996

11

surhydratationsurhydratation

i d 45 iexercice de 45 min50%VO2maxambiance neutrehommes

hydratation normalesurhydratation

Grucza 1987

déshydratationdéshydratation

♀

expositionà 40°C60 min au repos

♂

hydratation normaledéshydratation

♂

Grucza 1987

12

tre°C

effet d’hydratation sur le travail à la chaleureffet d’hydratation sur le travail à la chaleur

A - privé d’eauB - buvant à volontéC - buvant la quantité perdue

38,5

39

temps h

38

1 2 3 4 65Pitts 1944

calcul des extrapulsations cardiaquescalcul des extrapulsations cardiaquesd’origine motrice (PCM) et thermique (PCT) d’origine motrice (PCM) et thermique (PCT)

FC b/min

PCM

∑PCM

PCT∑PCT

FCrP1P2P3P4P5

P4

temps1 2 3 4 5

PCTPCT = (P3 + P4 + P5) / 3 - FCr

PCMPCM = (P1 + P2 – P3) - (P3 + P4 + P5) / 3Vogt 1975

13

coût cardiaque de travailcoût cardiaque de travailCCCCtt

CCCCtt = a W + b Δtre + c(tre - tsk - 4)

CCCCtt= coût cardiaque de travailWW = puissance mécanique d’exerciceΔΔttrere = augmentation de la température rectalettsksk = température cutanée moyenneaa = coefficient d’action de W (en moyen = 0,4 bpm/W)bb = coefficient d’action de Tre (en moyen = 21 bpm/°C)cc = coefficient d’action de Tre-Tsk (en moyen = -3 bpm/°C)

°C 210 W

augmentation de la température interneaugmentation de la température internependant l’effortpendant l’effort

180 W

120 W

90 W

60 W

min

14

°C

déclenchement de la sudationdéclenchement de la sudation (sujet au repos)(sujet au repos)

ta

t

ΔP (g/h)

tre

tsk

temps (min)

débit sudoral

astreinte thermique

zone neutrezone neutre tolérable tolérable chaude chaude intolérableintolérable

fréquence cardiaque

contrainte thermique chaude

température interne

15

nombred’erreurspar heure

vigilance des opérateurs Morse en fonction de l’ambiancevigilance des opérateurs Morse en fonction de l’ambiance

A - 3 les meilleursopérateurs

ta

B - 5 opérateursmoyens

C - 3 mauvaisopérateurs

incidence de la température sur l’agressivitéincidence de la température sur l’agressivité

45

40

fréquence d’émeutes(x104)

15

20

25

35

30

40

température moyenne en °C0-2

15

10

5

27-2921-24

16-1810-13

5-732-35

38-410

(-17)-(-15)(-11)-(-9)

(-6)-(-4)

16

25°C43°C

140

160

180

200

60

80

100

120

1,8 2,1 2,7 3 VO2 (l/min)FC SV Q FC SV Q FC SV Q FC SV Q

0

20

40

température radiante de parois °C

diagramme de WEBBdiagramme de WEBBindiquant la tolérance limité par la douleurindiquant la tolérance limité par la douleur

250

150

200

250

100

temps de tolérance en min2

100

50

1210864 14 16

17

moyens de protectionmoyens de protectionadaptation vestimentaireadaptation vestimentaire

apport hydrique adéquatapport hydrique adéquat

réduction du métabolismeréduction du métabolisme

utilisation d’écrans antiradiationutilisation d’écrans antiradiation

éloignement de la sourceéloignement de la sourceéloignement de la sourceéloignement de la source

limitation du temps d’expositionlimitation du temps d’exposition