Le Plan Grand Froid

Le Plan Grand Froid ou comment s’habiller pour l’hivers ?

Pendant que l’on nous prépare un « plan grand froid », je vous rappelle que sur les 100% d’énergie que nous transférons, de sa forme chimique (liaison carbone hydrogène) en mouvement (puissance en watts ou en vitesse × fréquence de pas), 75% va l’être sous forme de chaleur : donc dès que nous bougeons nous sommes protégés contre le froid ; en effet, nous produisons de la chaleur par notre métabolisme avec une puissance P par unité de surface corporelle* d’environ :

P=60 W/m2 au repos ;

P=120 W/m2 pour une marche lente ;

P=180 W/m2 pour une marche rapide.

*Le calcul de la surface corporelle utilise pour données la taille et le poids. La taille est en centimètres, le poids en kilogrammes et la surface corporelle en mètres carrés. La formule de DuBois et DuBois² est la plus ancienne et été longtemps la seule utilisée :

Pour moi 165 cm et 45 kg cela donne : 1,47 m2

Les fuites de chaleur sont proportionnelles à la différence entre la température du corps et la température extérieure.

On voit donc que je dégage déjà 3 fois plus de chaleur (puissance thermique) par rapport à l’immobilité dès que je marche à une vitesse rapide de 5-6 km/h. Cela correspond à augmenter son métabolisme de repos de 3 fois (on dit 3 MET : l’unité du métabolisme de repos est le MET comme métabolisme sachant que 1 MET = 3,5 ml/min.kg de consommation d’oxygène). Nous reparlerons du MET qui, comme par hasard, correspond à la consommation d’oxygène dans des conditions basales et dès que nous accélérons de 1 km/h au-dessus de 8 km/h (coût énergétique de la course).

Les fuites de chaleur sont proportionnelles à la différence entre la température du corps et la température extérieure et l’on annonce -40°C en Suède (record) et -10°C dans l’est de la France.

J’ai eu l’occasion de skier par -30°C au Canada à Québec mais c’était du ski de fond en style classique et je peux vous dire que mon problème était de ne pas transpirer et de ne pas m’arrêter pour refaire mon lacet !!!

D’ailleurs de grands sèche linges étaient mis à disposition pour pouvoir repartir à sec après avoir mouillé le maillot le maillot !

Heureusement lorsqu’il fait très froid, la pression barométrique est élevée et l’air est peu chargé en humidité **

**La pression barométrique est la pression de l’air à un point donné. Elle est mesurée en hectopascals (hPa). La pression barométrique est généralement plus élevée lorsque la température est plus basse. Cela est dû au fait que l’air froid est plus dense que l’air chaud.

L’humidité relative est la quantité d’eau contenue dans l’air, exprimée en pourcentage. Elle est mesurée en pourcentage. L’humidité relative est généralement plus faible lorsque la température est plus basse. Cela est dû au fait que l’air froid peut contenir moins d’humidité que l’air chaud.

L’air a une très faible conductivité thermique, mais en revanche, il est très mobile. Il y a donc deux éléments essentiels dans la protection contre le froid :

1°) Couper le vent, pour l’empêcher de chasser la couche d’air chaud que l’on s’est constituée

2°) maintenir une couche d’air immobile, en la piégeant par des fils (laine, fourrure, pilosité naturelle…).

3°) Un troisième élément est l’humidité. En effet, l’eau est un bon conducteur thermique (il est utilisé comme fluide caloporteur et pour refroidir les brûlures). Lorsque les vêtements sont mouillés — par la transpiration, par la pluie, par une immersion — l’eau va remplacer l’air entre les fils du vêtement et il se produit des fuites par conduction.

L’isolation thermique est donc optimale avec trois couches de vêtements :

1°) une couche près du corps, pour l’hygiène (se change plus fréquemment que le reste des vêtements), et dont le rôle est d’évacuer la transpiration, afin qu’elle ne reste pas au contact de la peau ;

2°) une couche extérieure à maillage fin, coupe-vent, en général fine ; s’il y a un risque d’intempérie, c’est idéalement un vêtement imperméable, l’idéal étant un textile arrêtant les gouttes d’eau mais laissant passer la vapeur d’eau, ce qui permet d’évacuer la sueur (par exemple une membrane dite respirante) ; l’idéal est que le vêtement ait une faible émissivité thermique (aspect métallisé des combinaisons des volcanologues) ;

3°) entre les deux, une couche « épaisse » qui piège de l’air et empêche le contact entre la peau et la couche coupe-vent (celle-ci étant fine, elle prend vite la température de l’extérieur).

Les trois couches d’air entre la peau et les vêtements jouent aussi un rôle d’isolation. Ainsi, si les vêtements sont serrés (par exemple par les sangles d’un sac à dos), l’isolation est moins bonne à ces endroits. C’est pour cela que les vraies doudounes de montagne sont cloisonnées***

***Une doudoune cloisonnée est une doudoune qui est remplie de plumes ou de duvet divisées en compartiments individuels. Cela permet de répartir uniformément le rembourrage et de réduire la migration des plumes et du duvet. Les doudounes cloisonnées sont généralement plus chaudes et plus durables que les doudounes non cloisonnées.

Vous pourrez vérifier si vous êtes bien couverts en …allant dehors ..ou alrs de façon plus technique vous basées sur les Unités que l’on appelle le CLO****

****Le clo est une unité mesurant l’isolation thermique utilisée pour les vêtements (clothes en anglais).

1 clo = 0,155 m2 K W⁻¹

C’est l’isolation qui permet à une personne au repos de maintenir l’équilibre thermique dans une atmosphère à 21 °C. Au-dessus, la personne transpire, en-dessous, elle ressent le froid.

Quelques exemples

Isolation des vêtements

Tenue d’été short et torse nu : 0,4 clo ;

Tenue de ski : 2 clo ;

Équipement polaire léger : 3 clo ;

Équipement polaire lourd : 4 clo ;

Duvet polaire : 8 clo.

Sachant la température d’ambiance T à laquelle le corps est à l’équilibre thermique dépend de la puissance P produite par le corps et de l’isolation R. La formule empirique, en °C, est :

T = 31 °C – P·R

en unités internationales. Si R est en clo, la formule devient

T = 31 °C – 0,155·P·R

Voici des applications de calculs des T à laquelle le corps est à l’équilibre thermique :

1. En tenue d’été au repos (P = 60 W/m2, R = 0,4 clo) : T = +27 °C ;
2. Équipement polaire lourd au repos (P = 60 W/m2, R = 4 clo) : T = −6 °C ;
3. Marche lente en équipement polaire léger (P = 120 W/m2, R = 3 clo) : T = −25 °C ;
4. Sommeil dans un duvet polaire (P = 48 W/m2, R = 8 clo) : T = −28 °C ;
5. Marche rapide en équipement polaire lourd (P = 180 W/m2, R = 4 clo) : T = −80 °C.

Conclusion : vous ne risquez rien en courant si ce n’est de transpirer et de très vite vous refroidir en cas d’arrêt imprévus (pas le temps de bavarder ou d’attendre votre chien qui est parti après le chat du voisin !!).

Si ARRETEZ-VOUS pour aider un sans abris qui tente de se réchauffer sur une bouche d’air chaud ! La réalité nous rattrape bien vite dans ces cas, comme un air glacé, d’effroi devant la misère au coin de la rue sur laquelle on trottine.

Oui les préoccupations de chaleur et de sport sont parfois du luxe !

Ne prenez pas froid pour autant !