Une équipe de chercheurs de l’Université d’État de l’Arizona (ASU) a découvert « un processus physique jusqu’alors inconnu qui peut modifier radicalement l’efficacité avec laquelle la sueur refroidit le corps dans des climats chauds, secs et sans vent », et cela « peut changer la quantité de sueur qui s’évapore de la peau de plus de 50 pour cent ».
« L’impact est énorme », a déclaré le professeur associé en ingénierie de ce centre académique, Konrad Rykaczewski, qui a dirigé une étude publiée dans la revue spécialisée Science Advances et qui s’est appuyée sur ANDI, un mannequin personnalisé équipé de capteurs sur tout le corps, pour mesurer les pertes et les gains de chaleur dans des conditions précises.
Après avoir doté cet outil de pores qui laissent couler une sueur simulée en réponse à l’élévation de la température, les scientifiques ont cherché à comprendre la mécanique de la sudation, ce qu’ils considèrent « fondamental » pour « prédire avec précision le stress thermique et l’efficacité du refroidissement dans différentes situations ».
« Une fois établies que ces connaissances servent à formuler des recommandations pour les travailleurs exposés à un stress par la chaleur et à concevoir des vêtements de refroidissement et des systèmes de gestion thermique pour le personnel d’urgence, les soldats et les athlètes », ils ont indiqué que « l’évaporation de la sueur sous forme de vapeur d’eau est ce qui refroidit le corps ». « Le mouvement de l’air accélère l’évaporation et améliore le refroidissement », ont-ils expliqué.
Néanmoins, les chercheurs se sont concentrés sur un aspect « peu étudié du processus de refroidissement », à savoir « comment la température et l’humidité modifient la flottabilité de l’air près de la peau ». À cet égard, ils ont indiqué que « lorsque la température extérieure est supérieure à celle de la peau, l’air très proche d’elle se refroidit, devient plus dense et descend », mais « lorsque le climat est chaud et sec, l’humidité résultant de l’évaporation de la sueur crée une remontée d’air opposée, car l’air humide est plus léger que l’air sec ».
INFLUENCE DU VENT
Ainsi, ils ont constaté que, à des températures proches de 40 degrés, avec une faible humidité et sans vent, les courants opposés près de la peau peuvent s’annuler complètement, empêchant le flux d’air qui pourrait aider à évaporer la sueur. En l’absence de vent, ce phénomène provoque une accumulation accrue de chaleur corporelle et élève de manière significative les températures de la peau et du noyau du corps.
À ce sujet, ils ont rappelé que les modèles d’équilibre thermique humain couramment utilisés ne prennent pas en compte cette circonstance et sous-estiment la température à laquelle le corps peut atteindre dans des environnements chauds et arides avec peu de ventilation.
Pour cela, ils ont mesuré l’impact en utilisant des modèles d’évaporation de la sueur combinés à des simulations du fonctionnement du corps humain afin de réguler sa température.
« Ignorer les effets de flottabilité provoqués par l’humidité a entraîné une sous-estimation de plus de 16 degrés de l’élévation de la température centrale du corps chez une personne au repos dans l’air calme après deux heures d’exposition à la chaleur », a déclaré Rykaczewski, qui a ajouté que « ceci est vraiment important pour les espaces intérieurs ou les lieux à très faible circulation d’air ».
À ce sujet, il a souligné qu’« il existe de multiples voies de transfert de chaleur impliquées ». « Isoler chacune d’elles, s’assurer que nous pouvons les reproduire par calcul et, ensuite, les combiner toutes dans un seul modèle, a exigé un effort colossal », a-t-il raconté, et il a ajouté que, après cela, « la question la plus importante est de savoir comment contrôler la sueur et quel type de matériaux peuvent être placés en contact avec la peau pour optimiser le refroidissement ».
