Le bilan thermique du corps humain

Les échanges thermiques entre le corps humain et son environnement

• L’homéostat thermique permet le maintien de la température interne de l’être humain à une valeur proche de $37\,\degree\text C$.
• Pour s’adapter aux différentes conditions en maintenant la température idéale, le corps humain modifie son comportement pour produire ou dissiper de la chaleur.
• Le réchauffement du corps s’effectue via :
• la thermogenèse, c’est-à-dire la production de chaleur par le corps, notamment grâce à l’activité musculaire volontaire et involontaire (frissons par exemple) ;
• les infrarouges de la lumière solaire (échanges thermiques par radiation).
• La dissipation de chaleur par le corps est appelée thermolyse.
  Elle s’effectue via :
• la convection, correspondant à un transfert de chaleur au contact d’un fluide en mouvement, et qui est favorisée par le mécanisme de transpiration ;
• la conduction, correspondant à un transfert de chaleur par contact direct.
• L’homéostat thermique est possible lorsque le bilan de chaleur global est nul, en d’autres termes, lorsque les pertes équilibrent les gains.
  À cet effet, la thermogenèse et la thermolyse participent donc à la thermorégulation du corps humain.

Alimentation et chaleur interne du corps

• La thermogenèse et la thermolyse consomment de l’énergie.
• L’appareil digestif transforme les aliments en nutriments lors de la digestion. Ces nutriments, lorsqu’ils sont consommés, libèrent de l’énergie notamment utilisée pour la thermorégulation.
• L’être humain possède deux activités métaboliques, qui sont source d’énergie :
• la respiration cellulaire, qui produit de l’énergie en consommant du glucose en présence de dioxygène ;
• la fermentation lactique, dans de moindres proportions que la respiration cellulaire, qui intervient au niveau musculaire lors d’un effort intense.
• Le maintien de l’homéostat thermique est très couteux en énergie : les apports alimentaires doivent donc pallier les besoins essentiels correspondant au métabolisme basal.
• On considère que l’être humain a une puissance moyenne de $100\,\text{watts}$.
  On estime le coût énergétique de la thermorégulation à $60\,\text{watts}$, lorsqu’une personne se trouve dans une pièce à $23\,\degree\text C$. Dans un environnement froid, la puissance dégagée peut avoisiner les $2\,000\,\text{watts}$.
• Les contractions musculaires volontaires et involontaires, l’accélération du rythme cardiaque et la production de sueur compte parmi les mécanismes thermorégulateurs les plus coûteux en énergie.