AMBIANCE THERMIQUE, CLIMATISATION, HYDRATATION ET CONFORT DE TRAVAIL Synthèse rédigée avec les conseils du Service Central d'Appui en Santé au Travail d'EDF - GDF (Dr Cholat)
Chez le sujet sain, 3 facteurs jouent un rôle essentiel pour son confort au travail : l'ambiance thermique, la climatisation de l'air ambiant et son état d'hydratation. Un facteur moindre, mais qui peut corriger certains effets sur la santé de ces 3 facteurs, est la condition physique du sujet. Les risques de travail en ambiance chaude ont été très largement étudiés dans le secteur industriel primaire et secondaire, par des médecins du travail et des ergonomes. Les résultats obtenus en terme d'ergonomie et de santé (permettant l'établissement d'une norme européenne sur la "Sudation requise") bénéficient au milieu tertiaire pour améliorer le confort de travail. Avec l'apparition de la climatisation, qui a suivi la même évolution, du primaire vers le tertiaire, on a pu encore optimiser le confort au travail, même si certains problèmes comme la prolifération microbiologique révélée par la légionellose, peuvent perturber ce confort. Une rigueur d'utilisation et d'entretien est indispensable pour assurer une bonne aération et une température / hygrométrie de confort. Pour améliorer encore le confort de travail, il est nécessaire de focaliser les efforts sur la question de l'hydratation et de l'acclimatement. Le sujet au travail doit avoir une hygiène de vie n'altérant pas les améliorations du cadre de son travail.
A - L'AMBIANCE THERMIQUE DE TRAVAIL
Le travail en ambiance chaude qui a été le plus étudié par les médecins du travail et les ergonomes en raison de ses conséquences économiques et sanitaires dans les secteurs primaire et secondaire, n'occupe plus actuellement, dans la hiérarchie des risques professionnels, la place qu'il tenait. Par contre, cela a permis de mieux comprendre les contraintes thermiques et ses conséquences sur le confort de travail. Le développement de l'ergonomie et de la prévention des risques professionnels a contribué à attirer l'attention sur les conditions de travail dans tous les secteurs professionnels. Le travail à la chaleur reste une préoccupation essentielle des effets des conditions de travail sur la santé et la sécurité. Si l'on connaît les mécanismes physiologiques et physiques agissant sur le travail à la chaleur, il reste difficile d'évaluer les astreintes thermiques en raison de la difficulté à avoir des données précises caractérisant l'activité de travail et l'environnement physique dans une situation réelle. Les enquêtes réalisées en entreprise révèlent l'existence d'une grande variété de situations de contrainte, de nature permanente ou intermittente, ainsi que de fréquentes situations d'inconfort thermique, notamment en été dans le secteur tertiaire.
1 - Le bilan thermique
Dans les conditions habituelles de vie, l'homme assure le maintien de sa température corporelle à un niveau relativement constant et proche de 37° C, grâce à un ensemble de mécanismes de régulation physiologiques et comportementaux. Cette constance thermique nécessite une équivalence entre : la production de chaleur dans le corps, liée au métabolisme et à l'activité du sujet, et les pertes de chaleur vers le milieu extérieur (par les voies aériennes [convection et évaporation], plus des échanges au niveau de la peau par conduction, convection, rayonnement et évaporation). Dans certaines situations de travail en milieu chaud, l'équilibre de ce bilan ne peut être maintenu : la température corporelle s'élève par accumulation progressive de chaleur. A - La production interne de chaleur Le maintien de la vie au niveau cellulaire, le fonctionnement des différents organes et l'activité musculaire requièrent une dépense d'énergie permanente : le métabolisme. L'énergie libérée se retrouve sous forme d'énergie chimique absorbée par l'anabolisme, d'énergie mécanique nécessaire au transfert de molécules à travers les membranes biologiques, de travail mécanique produit par la contraction musculaire, et enfin de chaleur stockée dans l'organisme ou échangée avec le milieu extérieur. Chez le sujet au repos, la totalité de l'énergie mobilisée par le métabolisme est finalement transformée en chaleur. Chez le sujet au travail, une fraction du métabolisme lié à l'activité peut être transformée en travail mécanique. La production interne de chaleur constitue la différence entre le métabolisme et le travail produit. Cette chaleur produite dans le corps, diffuse vers les tissus périphériques, via la circulation sanguine et accessoirement par conduction tissulaire directe (par exemple : du muscle au travail aux tissus cutanés environnants).
B - Les échanges de chaleur avec l'environnement ambiant L'homme doit maintenir la température de son corps malgré les variations énergétiques (internes) et climatiques (environnementales). Le maintien dépend d'un bilan thermique qui détermine la sensation de confort thermique. L'organisme échange de la chaleur avec le milieu ambiant via la peau et les voies aériennes, et ces échanges peuvent s'effectuer selon 4 modalités physiques : la conduction, la convection, le rayonnement et l'évaporation.
2 - La classification des ambiances thermiques de travail
Le caractère tolérable ou non d'une condition est fonction de la possibilité d'équilibrer le bilan thermique après la mise en jeu des mécanismes de régulation. Si le bilan reste déséquilibré, la situation n'est pas tolérable car elle est associée à un risque soit de diminution excessive de la température interne (hypothermie) lors de l'exposition au froid, soit d'une augmentation excessive de cette température (hyperthermie) lors de l'exposition au chaud : ce sont les zones extrêmes de contrainte. Les ambiances thermiques (froides, neutres et chaudes) et les réponses physiologiques correspondantes
Les ambiances sont dites froides lorsque les pertes passives sont supérieures à la production interne de chaleur : le bilan thermique ne peut être équilibré que par un accroissement volontaire ou involontaire (frissons) du métabolisme. Les ambiances sont dites chaudes lorsque les pertes passives sont inférieures à la production interne de chaleur : seule la mise en jeu de la sudation peut ici assurer l'équilibre thermique. La neutralité correspond aux conditions dans lesquelles la production interne de chaleur est compensée seulement par les pertes passives : une sensation de confort thermique est alors généralement ressentie.
3 - La régulation physiologique de l'équilibre thermique : la thermorégulation
L'organisme humain fait appel, pour assurer son homéothermie, à 2 modes de régulation : une régulation comportementale de nature volontaire et une régulation basée sur le système nerveux autonome, de nature réflexe. Ces 2 modes de régulation sont liés à l'existence de structures nerveuses thermosensibles. La perception d'inconfort thermique peut être à l'origine de réponses adaptatives de nature comportementale : modification de l'isolement vestimentaire, éloignement de la source de contrainte thermique, modification volontaire du niveau d'activité et ingestion d'un repas ou surtout de boissons à bonne température. Les réponses réflexes peuvent être : augmentation du métabolisme (thermogenèse grâce aux frissons), variation du débit sanguin périphérique pour lutter contre le froid (vasoconstriction) ou contre la chaleur (vasodilatation), sécrétion de sueur pour lutter contre la chaleur. A - Régulation vasomotrice En ambiance thermique neutre déjà, le débit sanguin cutané a la particularité d'être environ 10 fois plus élevé que le débit nécessaire à la seule nutrition des tissus. En effet, cette circulation a comme fonction première de transférer la chaleur du corps vers la surface. Cette adaptabilité extraordinaire est assurée par la vasomotricité (vasoconstriction ou dilatation). B - Régulation cardio-vasculaire (CV) Pour répondre à l'augmentation du débit cutané, le système cardio-vasculaire est capable de passer, chez un sujet au repos exposé à la chaleur, de 5,6 à 9,7 l/min et de détourner plus d'un litre de sang des vaisseaux splanchniques et rénaux, vers le réseau cutané. Chez un sujet au travail en ambiance neutre, la contrainte thermique endogène fait augmenter progressivement la FC pour maintenir le débit cardiaque en dépit de la chute du débit systolique. En ambiance chaude, du fait de la contrainte thermique externe supplémentaire, la vasodilatation cutanée augmente encore avec diminution parallèle des débits sanguins splanchnique et rénal, et également réduction de la perfusion des muscles; et accélération de la FC pour compenser la diminution du débit systolique et éviter la chute du débit cardiaque et de la pression artérielle. Il y aura une compétition entre le transport de chaleur et l'oxygénation des tissus. C - Régulation sudorale Les glandes sudorales exocrines sont au nombre de 1,5 million environ avec une répartition inégale, favorisant les pieds et le front. La sueur primaire est un liquide pauvre en protéines et dont la teneur en ions (Na, Cl ...) et la pression osmotique sont identiques à celles du plasma sanguin, mais suite à une réabsorption de sodium, de chlorure, de bicarbonate et de lactate au niveau du canal excréteur, la sueur devient hypotonique au plasma. La sueur finale est constituée d'eau pour plus de 99% de son volume.
D - Adaptation à la chaleur : comportement et acclimatement Exposé de façon répétée à la chaleur, l'individu développe des mécanismes d'adaptation qui permettent d'améliorer sa tolérance subjective et objective à l'ambiance chaude. Ces mécanismes sont de 2 types : comportemental et physiologique.
L'acclimatement à la chaleur a 3 effets majeurs : il augmente l'efficacité de la sudation (déclenchement plus rapide, meilleure répartition de la sécrétion sur la surface du corps et augmentation du volume de sueur excrétée surtout en ambiance humide), il réduit le risque de troubles ioniques en diminuant la teneur en NaCl de la sueur, et il réduit l'astreinte CV grâce à un abaissement du seuil de déclenchement de la vasodilatation, une réduction du débit sanguin périphérique et une augmentation du volume de sang circulant. Tout ceci nécessite un bon équilibre hydrominéral.
E - Amélioration du travail en ambiance chaude La prévention des risques pour la santé, la réduction de la contrainte thermique et, si possible, l'instauration d'une ambiance thermique confortable, constituent les objectifs de l'action à mener pour améliorer les conditions de travail à la chaleur, notamment en ambiance chaude. Mais pour atteindre pleinement cet objectif, il faut avoir une approche ergonomique.
B - EFFETS DE LA CHALEUR SUR LA SANTE
L'exposition à la chaleur peut induire certaines manifestations pathologiques du fait soit de la mise en jeu des mécanismes de régulation eux-mêmes, soit de leur défaillance. On distingue ainsi :
A - Crampes de chaleur Généralement attribuées à un déficit ionique, elles restent rares. Elle s'observe surtout après un effort physique intense et surtout prolongé. Elles sont dues à la perte hydrique et/ou saline. Le sel perdu dans la sueur ne peut causer, en conditions normales et avec une exposition occasionnelle ou répétée, un déséquilibre ionique, pour 2 raisons : l'acclimatement réduit la teneur en sel dans la sueur d'environ 4 g à environ 1 g/l, le régime alimentaire habituel fournit un apport quotidien d'environ 12 g de sel. Leur traitement repose en un repos dans un endroit frais et une réhydratation avec supplément en sel par voie buccale (solution à 0,1% de sel, soit ¼ de cuillérée à café dans 250 ml d'eau). B - Syncopes de chaleur C'est la pathologie due à la chaleur la plus fréquente. C'est une hypotension orthostatique due à une défaillance des mécanismes de maintien de la PA qui doivent faire face à la redistribution du débit sanguin vers les tissus cutanés et à la diminution du volume sanguin circulant. Son traitement repose sur le maintien du sujet en position couchée avec les jambes relevées, si possible dans un endroit frais, et une réhydratation avec des boissons fraîches.
C - Epuisement dû à la chaleur L'épuisement thermique peut être dû aux pertes hydriques ou à la perte de sel. Son traitement repose sur le maintien du sujet en position couchée, dans un endroit frais, avec une réhydratation par des boissons fraîches et un refroidissement modéré en mouillant et en ventilant le sujet, avant un bilan CV et hématologique plus complet. D - Coup de chaleur Rare mais de pronostic vital (mortalité entre 15 et 25%, même avec un traitement approprié rapidement engagé). L'élévation de la température centrale entraîne des lésions cellulaires irréversibles. La déshydratation, bien que non nécessaire, est souvent associée. Elle peut être la cause du décès. Sa prise en charge relève de l'urgence. En outre, le travail à la chaleur peut être responsable d'effets non spécifiques : baisse de la vigilance, des capacités décisionnelles et du rendement du travail physique. Les 2 1ère se voient dans les entreprises du tertiaire.
E - L'aptitude médicale au travail en ambiance chaude Certaines affections représentent une contre-indication absolue au travail à la chaleur : décompensation cardiaque, diabète mal équilibré, mucoviscidose, déficience congénitale en glandes sudoripares ... Certains facteurs accroissent le risque : âge (à partir de 50 ans), obésité, mauvaise condition physique (penser à réaliser un test de Ruffier), pathologies respiratoires retentissant sur la fonction pulmonaire, un état fébrile est une CI temporaire (déshydratation), certains traitements (anticholinergiques, anti-dépresseurs tricycliques, inhibiteurs de la mono-amine oxydase ...), une HTA mal contrôlée car l'HTA diminue la tolérance à la chaleur, alors que les affections coronariennes sont une contre-indication en raison du retentissement de la chaleur sur le travail cardiaque, une mauvaise hygiène ou une peau sensible qui altère la sudation ...
Les améliorations techniques Il paraît logique de réduire "à la source" les facteurs de contrainte ou d'inconfort, dans une perspective ergonomique car elle seule assure une solution durable du problème posé, mais aussi de réduire la sudation nécessaire et d'assurer des conditions de travail proches du confort. Ces améliorations sont : l'accessibilité à une source d'hydratation; une réduction du rayonnement; l'amélioration de la vitesse de ventilation sur le sujet pour majorer la déperdition calorique par évaporation; une amélioration de la température et de l'humidité de l'air; la modification de l'habillement; la réduction de la charge de travail; l'adaptation de l'organisation du travail (optimisation du cycle travail - repos, amélioration de la tolérance physiologique par acclimatement à la chaleur et une réhydratation correcte).
C - LA CLIMATISATION
La climatisation a été installé dans les lieux professionnels d'abord pour des raisons techniques (travail en ambiance chaude et, en milieu tertiaire, avec les salles informatiques), puis pour des raisons d'hygiène et de confort au travail, avec une implantation croissante en milieu tertiaire, avant de l'être au domicile. Avec elle, les médecins du travail ont étudié tant ses répercussions sur la santé que ses effets sur les conditions de confort thermique, voire de confort au travail, dans des locaux climatisés. La dimension santé de la climatisation est importante, avec notamment la microbiologie de l'air (avec les questions de la prolifération microbiologique révélée par la légionellose, mais aussi de la dissémination d'autres contaminants). Il faut être attentif à l'hygiène et à la maintenance des climatiseurs. La climatisation peut être définie comme l'ensemble des opérations créant et maintenant, dans le lieu de travail, des conditions déterminées de température, d'humidité, et de vitesse et de qualité de l'air. Une (bonne) climatisation, ce n'est pas seulement de l'air frais en été. Elle doit effectuer (toutes) les opérations suivantes : ventilation, filtration, humidification ou déshumidification, refroidissement ou chauffage, et distribution de l'air. A - Le confort thermique L'ambiance thermique doit être adaptée aux caractéristiques physiologiques des occupants des locaux. Elle agit principalement sur la sensation de confort. Le confort est une sensation subjective qui résulte des caractéristiques thermiques de l'environnement et de l'état physiologique de l'individu (activité musculaire et métabolique, habillement). Pour une ambiance thermique donnée, certains sujets vont avoir une sensation de chaleur et d'autres de fraîcheur. Une zone de confort peut être située autour de la neutralité thermique. Dans cet état, ne surviennent ni sudation, ni frissons. Lorsque les caractéristiques thermiques de l'ambiance s'éloignent trop de la zone de confort, le sujet peut ressentir une gêne qui retentit sur son travail. Cette gêne est directement fonction de l'effort d'adaptation du sujet à l'ambiance thermique. Le confort thermique ne dépend pas seulement de la température sèche de l'air mais aussi de son humidité, de sa vitesse relative de déplacement et du rayonnement des parois du local. B - Les effets bénéfiques de la climatisation
Une bonne climatisation dépend de : une bonne conception et une saine régulation des paramètres de fonctionnement, ainsi que d'un entretien rigoureux.
D - HYDRATATION ET CONFORT DE TRAVAIL
L'eau constitue 60 à 65% de notre poids. L'organisme perd chaque jour environ 2,5 litres. L'apparition de la soif est tardive : elle survient pour une perte de 1 à 2%. A partir de 2%, il y a une perte de la performance de 5 à 10% et une diminution des fonctions cognitives. Au-delà de 4%, la performance chute de 20 à 40%. Deux facteurs aux lourdes conséquences sur la performance du et au travail. La production horaire de sueur peut atteindre quelque 0,75 l/h chez un sujet non acclimaté et 1,2 voire 2 l/h chez un sujet acclimaté à la chaleur ou physiquement très entraîné. Lorsque les pertes hydriques ne sont pas compensées par un apport équivalent en liquide, un état de déshydratation apparaît et contribue à aggraver les effets de l'exposition à la chaleur (via une augmentation plus importante de la température centrale). Lorsque le déficit hydrique dépasse 1,5% du poids corporel, soit environ 1 litre, il interfère avec les mécanismes de régulation de la température et diminue encore la tolérance à la chaleur. La déshydratation due à la sudation a pour effet de réduire les réponses vasomotrices et sudorales et d'augmenter la température interne. Par voie de conséquence, elle est associée à une FC augmentée et une température interne plus élevée.
Prévention La prévention de la déshydratation consiste bien naturellement à boire suffisamment (au mieux avant et pendant le travail, notamment en ambiance chaude) une boisson compensant les pertes tant en quantité qu'en composition. Mais il faut boire "sans soif" parce que l'absorption spontanée de liquide reste systématiquement insuffisante (probablement par insuffisance de sensation de soif). La déshydratation peut survenir aussi à cause de "l'effort" à fournir ou de la distance à franchir pour se procurer une boisson, du temps disponible pour se réhydrater correctement, et encore de la température de la boisson, de son aspect, sa couleur ou son goût.
On l'a vu au travers de cette synthèse, il faut avoir une approche globale pour optimiser le confort de travail : créer une ambiance agréable, en utilisant quand nécessaire la climatisation et en éduquant les sujets sur l'importance d'une bonne hydratation. Une stratégie d'amélioration des conditions de travail ne peut se faire qu'avec l'implication de chacun, notamment sur son hygiène de vie (hydratation et acclimatement). Ne pas attendre d'avoir soif pour bien boire. La littérature sur ce sujet est dominée par le livre de Ph. Mairiaux et J. Malchaire *, ainsi que les travaux de médecins du travail et d'ergonomes, notamment à EDF / GDF **. * Mairiaux Ph et Malchaire J - Le travail en ambiance chaude : principes, méthodes, mise en œuvre - Masson 1990 ** Service Central d'Appui en Santé au Travail d'EDF - GDF 22 / 28 rue Joubert 75009 Paris Mots clés : Ambiance thermique, hydratation, déshydratation, travail, climatisation, thermorégulation, chaleur, régulation, (ré)hydratation. ![]()
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