Le stress thermique est la charge calorifique totale qui s'exerce sur l'organisme et qui résulte de la production métabolique de chaleur à l'effort, de l'apport de chaleur de sources externes (température de l'air, humidité relative, circulation de l'air, ensoleillement et rayonnement de surfaces/matières chaudes) et de l'isolement procuré par les vêtements. (Source : 2001 TLVs and BEIs: Threshold Limit Values for Chemical Substances and Physical Agents and Biological Exposure Indices. Cincinnati, Ohio: American Conference of Governmental Industrial Hygienists, 2001, p. 169.) On trouvera d'autres termes se rapportant à la chaleur sous la rubrique Glossaire à la fin de ce document.

Dans les fonderies, les aciéries, les hauts fourneaux, les fours, les fabriques de verre et les boulangeries, la principale source de chaleur réside dans les matières très chaudes, ignées ou en fusion. Pour les travaux qui se déroulent à l'extérieur, comme la construction, les travaux routiers, l'exploitation de mines à ciel ouvert et les travaux agricoles, le soleil est la principal source de chaleur. Dans les buanderies, les cuisines de restaurants et les conserveries, l'humidité s'ajoute à la chaleur. Tous ces milieux de travail sont générateurs d'une ambiance thermique susceptible de faire échec à la capacité de l'organisme à régler sa température interne.

Pour la plupart des gens, la plage de températures de confort se situe entre 20 et 27 ^oC, pour une plage d'humidité comprise entre 35 et 60 %. En dehors de ces plages de température et d'humidité, ils éprouvent une sensation d'inconfort. Tant que l'organisme est capable de réagir et de s'adapter aux conditions de chaleur et d'humidité ambiantes, il n'en subit pas de conséquences néfastes. Par contre, des températures ambiantes trop élevées peuvent accabler les mécanismes de thermorégulation de l'organisme et provoquer des troubles graves, voire entraîner la mort.

Les effets possibles sur la santé du travail en ambiance chaude font l'objet du présent document. Se reporter à Réponses SST, Travail dans des ambiances thermiques chaudes - Mesures de protection des travailleurs pour ce qui est des moyens à mettre en oeuvre afin de réduire l'exposition à la chaleur et d'éviter les problèmes de santé qui en découlent.

Un organisme humain en santé maintient une température corporelle constante d'environ 37 ^oC. Une fluctuation de moins de 1 ^oC selon l'heure de la journée, le niveau d'activité physique et l'état émotif est normale. Un écart de plus de 1 ^oC est le signe d'une pathologie ou d'une incapacité des mécanismes physiologiques de thermorégulation à réagir aux conditions thermiques ambiantes.

Lorsque la température ambiante augmente, la température corporelle a tendance à augmenter. L'organisme réagit pour maintenir sa température interne constante en augmentant le débit sanguin cutané et en activant les glandes sudoripares. Il augmente ainsi le transfert de chaleur vers l'environnement pour contrebalancer l'apport de chaleur ambiante. Dans une ambiance chaude très sévère, le gain de chaleur dépasse la perte et la température corporelle augmente, ce qui pose des risques pour la santé.

La principale source d'augmentation de la température corporelle est la chaleur métabolique, qui accompagne les fonctions biochimiques et l'activité physique. Le transfert de chaleur de l'organisme vers l'environnement se produit essentiellement par rayonnement, convection et évaporation de la sueur.

Le rayonnement est le processus par lequel se produit le transfert de chaleur entre l'organisme et des objets chauds (gain de chaleur pour l'organisme), par exemple du métal chaud ou en fusion, une chaudière ou des canalisations de vapeur, ou des objets froids (perte de chaleur pour l'organisme), comme des surfaces métalliques refroidies, sans qu'il y ait contact entre les deux.

La convection est le processus par lequel se produit le transfert de chaleur entre l'organisme et l'environnement. Il y a gain de chaleur pour l'organisme lorsque l'air ambiant est chaud, et perte de chaleur lorsque l'air ambiant est froid. Le transfert se fait au contact de l'air et de la peau. Le transfert de chaleur par convection augmente avec la vitesse de déplacement de l'air et avec la différence entre la température de l'air et celle de la peau.

L'évaporation de la sueur refroidit l'organisme. Cette évaporation s'accélère et l'effet de refroidissement associé s'accentue en présence de vents forts et d'une faible humidité relative. Dans les ambiances de travail chaudes et humides, le refroidissement de l'organisme par évaporation de la sueur est limité par le degré de saturation de l'air en vapeur d'eau. Dans les ambiances de travail chaudes et sèches, ce mécanisme de refroidissement est limité par la quantité de sueur sécrétée par l'organisme.

L'organisme dissipe aussi une certaine quantité de chaleur par conduction et par la respiration. La conduction est le processus par lequel l'organisme reçoit ou perd de la chaleur par contact direct avec des objets chauds ou des objets froids. Il y a perte de chaleur par la respiration du fait que l'air inspiré est réchauffé dans les voies respiratoires et les poumons et il entraîne la chaleur acquise au moment de l'expiration. Toutefois, la quantité de chaleur en cause dans les transferts par conduction et par la respiration est négligeable du point de vue de la charge calorifique exercée sur l'organisme.

Certains effets physiologiques peuvent se manifester lorsque la température et l'humidité relative de l'air ambiant augmentent au-delà de la plage de confort. Les premiers effets ont un caractère subjectif - ils se traduisent par une sensation d'inconfort. Mais une augmentation plus importante de la température peut entraîner des effets physiologiques affectant la performance des travailleurs de même que leur santé (exposition de courte durée / exposition de longue durée).

Le tableau 1 ci-dessous énumère certains effets associés à une exposition à des températures comprises entre la limite supérieure de la plage de confort (20 à 27 ^oC) et la valeur maximale tolérable par la majorité.

Dans une ambiance modérément chaude, les mécanismes physiologiques de thermorégulation entrent en action pour dissiper l'excès de chaleur de manière à maintenir la température corporelle à sa valeur normale. Ainsi, la fréquence cardiaque s'accélère pour accroître le débit sanguin, et du fait le transfert de chaleur, vers la périphérie du corps, et les glandes sudoripares sécrètent de la sueur dont l'évaporation assure le transfert de chaleur vers l'environnement. Ces réactions exercent une charge supplémentaire sur l'organisme. Une augmentation du débit sanguin et une transpiration trop abondante réduisent la capacité du travailleur à exécuter des tâches mentales et physiques. Le travail physique augmente la production métabolique de chaleur et, par conséquent, la charge calorifique de l'organisme. Lorsque la température ambiante dépasse les 30 ^oC, il peut y avoir altération des performances mentales.

A côté des effets physiologiques du travail en ambiance chaude, il convient de noter le risque accru d'accidents, par exemple brûlures au contact accidentel de surfaces chaudes, accidents liés à la transpiration des mains (mains moites), et accidents attribuables à un obscurcissement momentanée de la vision lorsque les verres correcteurs s'embuent au passage d'une ambiance froide à une ambiance chaude.

Plusieurs études ont montré que les femmes ont généralement moins de résistance à la chaleur que les hommes. L'écart peut se rétrécir en fonction de la capacité cardiovasculaire, de la taille et du degré d'acclimatation des sujets, mais si l'on compare des hommes et des femmes chez qui ces conditions sont égales, les femmes transpirent moins que les hommes. Des études en laboratoire ont montré une plus grande tolérance de la chaleur humide, mais une tolérance légèrement inférieure de la chaleur sèche chez les femmes.

Quels sont les problèmes de santé liés à l'exposition à la chaleur?

Les conséquences sur la santé du travail en ambiance chaude varient d'une personne à l'autre. En règle générale, les personnes plus âgées et les personnes obèses sont plus à risque. Voici les différentes pathologiques consécutives à une exposition à la chaleur.

L'oedème de chaleur est un gonflement des tissus qui survient généralement chez les sujets non acclimatés à la chaleur. Il se manifeste surtout au niveau des chevilles. L'oedème disparaît après un ou deux jours dans une ambiance thermique confortable.

Les éruptions miliaires consistent en l'apparition de minuscules points rouges à la surface de la peau, accompagnée de picotements. Les points rouges résultent de l'inflammation des glandes sudoripares lorsque les pores deviennent obstrués par une sudation trop abondante.

Les crampes de chaleur sont des douleurs musculaires aiguës qui peuvent se manifester seules ou en association avec d'autres troubles dus à la chaleur. Elles sont attribuables à une perte excessive en sodium et surviennent le plus souvent lorsque le sujet boit abondamment pour compenser une perte hydrique, mais sans compenser les pertes minérales (électrolytes).

L'épuisement dû à la chaleur est attribuable à une perte des tissus en eau et en sels minéraux consécutive à une sudation trop abondante. Les signes et symptômes de l'épuisement sont nombreux : sudation abondante, sensation de faiblesse, d'étourdissement ou de soif intense, troubles de la vue, nausées, maux de tête, vomissements, diarrhée, crampes musculaires, difficulté respiratoire, palpitations, picotements et sensation d'engourdissement dans les mains et les pieds. Il faut placer la victime au repos dans une ambiance confortable et lui faire boire une solution salée fraîche.

La syncope due à la chaleur se manifeste par une sensation de vertige et une perte de conscience, attribuables à une diminution temporaire du débit sanguin cérébral alors que le sujet est debout. Ce malaise est causé par la perte de liquides organiques à la suite d'une sudation abondante et par une chute de tension artérielle attribuable à un afflux de sang dans les membres inférieurs. La syncope de chaleur survient surtout chez les sujets non acclimatés. Les symptômes disparaissent rapidement lorsque la victime est soustraite aux conditions éprouvantes et mise au repos dans une ambiance confortable.

Le coup de chaleur et l'hyperpyrexie (température corporelle élevée) sont les troubles les plus graves associés au travail prolongé en ambiance chaude. Le coup de chaleur se manifeste par un état cutané sec et chaud (par défaut de sudation), une température corporelle souvent supérieure à 41 ^oC et une perte de conscience partielle ou totale. L'hyperpyrexie produit les mêmes symptômes, à la différence que la peau demeure moite.

Le coup de chaleur et l'hyperpyrexie nécessitent une intervention et des soins médicaux immédiats, sinon le cerveau, les reins et le coeur risquent de subir des dommages irréversibles. On peut abaisser la température corporelle du sujet en l'aspergeant avec de l'eau froide après lui avoir retiré ses vêtements. On peut accélérer le refroidissement en créant un courant d'air pour provoquer l'évaporation de l'eau. L'immersion dans un bain d'eau froide est encore plus efficace, mais il y a risque de trop abaisser la température corporelle et de provoquer une perturbation des fonctions cérébrales vitales. Cette solution ne doit donc être appliquée que sous surveillance médicale étroite.

Le manque d'acclimatation, une forme physique déficiente, une diarrhée ou une fièvre préexistante et la prise de certains médicaments, dont les tranquillisants et les diurétiques, augmentent les risques de coup de chaleur et d'hyperpyrexie. Le risque de coup de chaleur est plus élevé chez les sujets qui ont déjà éprouvé d'autres troubles dus à la chaleur.

Quelles sont les problèmes de santé liés à une exposition prolongée à la chaleur (pathologies chroniques)?

Certains chercheurs croient qu'il y aurait un lien entre une exposition prolongée à la chaleur et certaines maladies des reins, du foie, du coeur, de système digestif, du système nerveux central et de la peau. Toutefois, la preuve n'en a pas été faite.

L'épuisement chronique, certains troubles du sommeil et une propension à certaines blessures et troubles de santé mineurs font partie des pathologies qu'on a tenté d'attribuer à une exposition de longue durée à la chaleur.

Le cristallin de l'oeil est particulièrement sensible aux rayons infrarouges émises par le métal chauffé au rouge, du fait qu'il est dépourvu de capteurs de chaleur et de vaisseaux sanguins pouvant servir à le refroidir. Ainsi, les souffleurs de verre et les conducteurs de fours à verre sont souvent atteints de cataractes après de longues années de pratique du métier. Les fondeurs, les forgerons et les conducteurs de fours sont aussi exposés aux risques des rayons infrarouges.

On a aussi pensé que l'exposition à la chaleur pouvait avoir une incidence sur la fertilité. Des expériences pratiquées en laboratoire sur des animaux ont prouvé que le stress thermique peut avoir des conséquences défavorables sur les fonctions de reproduction chez les mâles comme chez les femelles. Chez les mâles, il diminue le taux de reproduction, alors que chez les femelles, il perturbe le cycle menstruel jusqu'à ce qu'il y ait acclimatation à l'ambiance thermique. Chez les animaux exposés simultanément à la chaleur et à des produits chimiques toxiques, la chaleur semble activer l'effet de toxicité des substances chimiques.

Chez l'homme, une augmentation répétée de la température des testicules de l'ordre de 3 à 5 ^oC a comme conséquence de réduire le nombre de spermatozoïdes. Il n'y a aucune preuve que l'exposition à la chaleur entraîne une baisse de fertilité chez la femme. En fait, il n'y a pas suffisamment de données objectives pour établir un lien probant entre la fertilité et l'exposition professionnelle à la chaleur, aux limites d'exposition admissibles présentement en vigueur.

Des études effectuées en laboratoires sur des animaux homéothermes ont montré que l'hyperthermie chez des femelles gestantes entraînait un taux élevé de mortalité embryonnaire et de malformation de la tête et du système nerveux central. Cependant, il n'a pas été prouvé que l'hyperthermie pouvait avoir un effet tératogène sur l'embryon humain. Selon les recommandations de la NIOSH (source ci-dessous), les femmes enceintes ne devraient pas être exposées à des températures susceptibles de faire augmenter leur température corporelle au-delà de 39 ou 39,5 ^oC au cours des trois premiers mois de la grossesse.

(Source : Occupational exposure to hot environments. Revised Criteria. Cincinnati, Ohio: National Institute for Occupational Safety and Health, 1986.)

Pouvez-vous définir le sens de quelques-uns des termes employés dans ce contexte (Glossaire)?

Acclimatation - Réactions physiologiques déclenchées par une exposition à la chaleur d'une durée de plusieurs jours, ayant pour effet d'adapter l'organisme à une ambiance chaude.

Convection - Transfert de chaleur entre un corps et l'air ou un liquide ambiant causé par le mouvement de cette masse d'air ou de liquide.

Déshydratation - Perte ou déficience en eau des tissus organiques par suite de sudation, de vomissement ou de diarrhée. Une soif intense, des nausées et l'épuisement en sont les symptômes.

Crampes de chaleur - Crampes musculaires douloureuses et souvent invalidantes dues à une perte en minéraux des tissus organiques consécutive à une sudation abondante et à l'absorption de grandes quantités d'eau sans remplacement du sodium.

Épuisement dû à la chaleur - Sensation de faiblesse, de lassitude, de soif et de chaleur intenses, étourdissements, troubles de la vue, nausées, vomissements, palpitations, picotement et engourdissement des extrémités consécutivement à une exposition à une ambiance chaude très sévère.

Hyperpyrexie due à la chaleur - Augmentation de la température corporelle accompagnée d'une moiteur de la peau et d'une altération des performances mentales consécutivement à une exposition à une ambiance chaude très sévère.

Éruption miliaire - Éruption cutanée accompagnée de démangeaison, prenant l'aspect de points rouges enflés apparaissant dans le visage, le cou, le dos, la poitrine et les cuisses sous l'effet de la chaleur et de l'humidité.

Stress thermique - Réactions physiologiques et comportementales consécutives à l'exposition à la chaleur.

Coup de chaleur - Pathologie aiguë causée par une exposition trop longue ou trop sévère à une ambiance chaude, qui se manifeste par les symptômes suivants : peau sèche et chaude, température corporelle élevée (généralement supérieure à 105 ^oC) et altération des performances mentales.

Syncope due à la chaleur - Perte de conscience transitoire due à une diminution du débit sanguin cérébral. En règle générale, le sujet recouvre rapidement ses sens et ne manifeste aucun symptôme à long terme.

Production métabolique de chaleur - Production d'énergie (chaleur) par l'organisme qui varie en fonction du niveau d'activité.

Température humide naturelle - Température de l'air mesurée au moyen d'un thermomètre dont le réservoir est recouvert d'une mèche de coton mouillée et ventilée naturellement.

Nausée - Sensation d'être sur le point de vomir, semblable au mal de mer.

Rayonnement (thermique) - Transfert de chaleur entre un corps chaud et un corps froid sans qu'il y ait contact entre les deux.

Humidité relative - Rapport entre la quantité de vapeur d'eau présente dans l'air et la valeur correspondante qui caractérise l'air saturé, à une température et une pression données.

Dernière mise à jour du document le 18 septembre 2001

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