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Science et Environnement


Environnement

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Bengt Kayser [DR]

Bengt Kayser

Professeur

Institut des sciences du sport

Université de Lausanne

On pourrait associer à cette question une deuxième question: pourquoi une vasoconstriction entraîne-t-elle une conservation de chaleur? Mais, d'abord, c’est quoi la vasodilatation?

C’est l'ouverture des vaisseaux qui irriguent un organe, en l'occurrence dans ce cas (principalement) la peau; la vasoconstriction, c'est simplement l'inverse: une fermeture. C'est possible grâce à la présence de fibres musculaires dites lisses, présentes dans les parois de ces vaisseaux et qui répondent à des commandes du système nerveux autonome. Alors, comment la variation du degré de perfusion de la peau par le sang influence-t-elle la thermorégulation?

Notre organisme produit de la chaleur en continu, même au repos, et cela équivaut à environ 100 Watt. Cette chaleur doit être dissipée dans l'environnement pour éviter que le corps ne chauffe, et on perd donc en permanence 100 Watt de chaleur par les voies respiratoires (l'air expiré est chauffé), par radiation (on irradie de l'infrarouge), par convection (l'air ou l'eau qui passe sur nous est chauffé), et par conduction (quand on touche une surface plus froide que nous, on chauffe l'objet avec notre chaleur). Toutes ces voies peuvent aussi nous chauffer, lorsque la température à l’extérieur est plus élevée que la nôtre. Par exemple, lorsque le soleil nous irradie avec de l'infrarouge et nous chauffe, lorsqu'on s'immerge dans de l'eau chaude, ou lorsqu'on se pose sur un rocher chauffé par le soleil.

Afin de moduler tout cela pour que la perdition nette soit toujours équivalente à la chaleur produite par notre métabolisme, on peut jouer sur plusieurs fronts, dont la perfusion de la peau. Exemple: c'est l'été, il fait beau, et on fait une balade en moyenne montagne. On sent que ça chauffe! Déjà, on fait un effort, et cela fait augmenter la production de la chaleur de notre corps. Pour un effort modéré, cela peut vite monter à plusieurs centaines de Watts. De plus, le soleil tape et nous chauffe également. Comment faire pour ne pas se surchauffer? Une première réaction est comportementale: on enlève des couches pour faciliter la déperdition de la chaleur. Il y a aussi la vasodilatation de la peau, pour ramener plus de chaleur à la surface du corps afin de faciliter son échange avec notre environnement, en l'occurrence l'air. Un mécanisme physiologique additionnel nous aide encore pour faciliter cet échange: on commence à transpirer. L'eau à la surface de la peau va changer de phase en se transformant en vapeur d'eau qui se dissipe dans l’air autour de nous, et cela demande de l'énergie, sous forme de chaleur. Cette chaleur provient de la surface de la peau et nous aide donc aussi à se débarrasser de la chaleur produite par le corps.

Mais pourquoi le corps produit-il de la chaleur? Parce que l’énergie nécessaire pour nous maintenir en vie et faire de l'effort provient de notre métabolisme, qui a un rendement de 25%. Quand on brûle les sucres et les graisses provenant de notre régime alimentaire, 75% de l’énergie libérée par leur combustion et transformation en eau et en CO2 est libéré sous forme de chaleur. Cette chaleur nous permet, grâce à la thermorégulation, de toujours rester autour des 36.9 degrés, optimal pour notre fonctionnement.

La réponse brève à la question: parce que cela permet au sang de transporter la chaleur produite par le métabolisme vers la surface de notre corps, ce qui facilite son échange avec l'environnement.

03.05.17