Peut-être vous êtes-vous déjà demandé : « Pourquoi a-t-on chaud quand il fait 37 degrés alors que c’est la température du corps ? ». C’est la question que me posait une collègue, la semaine dernière, à l’approche de l’écrasante canicule qui étouffe l’Hexagone depuis le 21 juin. Il est vrai que, vivant dans un pays « tempéré » (même si les prévisions pour la fin du siècle tendent à démontrer que ce qualificatif ne s’appliquera plus si aisément), notre température corporelle est, durant la majeure partie de l’année, supérieure aux températures extérieures.
Mais lorsque le mercure grimpe trop haut et affleure les 37 °C, voire 30 °C pour les personnes les plus sensibles, notre organisme ne peut plus évacuer la chaleur correctement. Pourtant, il en produit continuellement par thermogenèse pour assurer toutes nos fonctions vitales. Pour préserver son homéostasie (l’équilibre de ses constantes internes), cette chaleur doit s’évacuer aussi vite qu’elle est produite : c’est la thermolyse. C’est par l’air extérieur qu’elle fuit, tant qu’il reste plus froid que notre peau. Toutefois, dès que sa température est trop élevée, cet échange thermique s’interrompt : la chaleur reste là où elle est produite et nous suons à grosses gouttes.
Notre corps en temps de canicule : une chaudière sans cheminée
Lorsque l’on évoque les « 37 °C », cette moyenne correspond en réalité à la température qui règne au plus profond de notre organisme, là où travaillent notre cerveau, notre foie, nos reins, notre cœur et tous les autres organes vitaux. Notre peau, en revanche, est bien plus fraîche (autour de 33 °C ou 34 °C), un écart que l’on appelle gradient thermique. Grâce à lui, la chaleur se déplace toujours du plus chaud vers le plus froid : de vos organes internes jusqu’à notre peau et de cette dernière jusqu’à l’air qui nous entoure.
Un refroidissement passif que notre corps assure sans le moindre effort tant que le gradient thermique entre notre peau et l’air extérieur est suffisant. À partir du moment où ce n’est plus le cas, par forte chaleur donc, notre hypothalamus ordonne l’ouverture des glandes sudoripares, qui se mettent à sécréter de la sueur pour refroidir activement le corps. Nous en possédons entre deux et quatre millions, capables de produire jusqu’à deux litres de sueur par heure dans les conditions les plus extrêmes.
La sudation nous refroidit en s’évaporant, un phénomène physique baptisé chaleur latente de vaporisation ou enthalpie de vaporisation. Pour passer de l’état liquide à l’état gazeux à la surface de votre peau, les molécules d’eau qui composent la sueur doivent briser les liaisons qui les maintiennent ensemble à l’état liquide. Un processus qui exige de l’énergie, fournie par l’agitation thermique des molécules de notre peau, qui refroidissent en la cédant. Environ 2 400 joules d’énergie sont ainsi soustraits par gramme de sueur évaporée, indépendamment de la température ambiante.
Si l’on considère notre corps comme une chaudière, la transpiration, elle en est la cheminée et l’humidité ambiante, le tirage. Par conditions très sèches, comme dans un désert (20 % d’humidité, selon les endroits), même s’il fait 42 °C, notre sueur s’évapore presque avant de se former. L’air sec l’absorbe instantanément, emportant avec elle des milliers de joules. La cheminée tire à plein régime, et notre organisme parvient sans mal à maintenir sa température interne.
Toutefois, sous une chaleur humide comme dans certains pays tropicaux, où l’hygrométrie peut dépasser les 80 %, l’air est saturé de vapeur d’eau. Il ne peut donc plus en absorber davantage qui viendrait de votre peau et notre sueur ne dissipe plus aucune chaleur. La chaudière tourne toujours, mais elle n’a plus d’issue puisque sa cheminée est bouchée : notre température interne grimpe donc en flèche.
C’est pourquoi il est bien plus dangereux de subir 37 °C dans le Finistère Sud, comme c’est le cas cette semaine, que l’air sec et chaud qui enveloppe le Sahara. En réalité, la chaleur ne tue pas directement ; c’est parce que notre organisme ne peut pas l’évacuer qu’elle peut devenir fatale.
L’acclimatation à la chaleur : dans le corps des sportifs
Les sportifs qui s’entraînent régulièrement en conditions chaudes n’ont pas la même physiologie que le commun des mortels et leur thermorégulation fonctionne mieux. Leur volume sanguin est supérieur, ce qui permet au cœur d’irriguer de manière plus optimale les muscles qui travaillent et la peau qui dissipe la chaleur. Leur fréquence cardiaque à effort équivalent diminue, signe que le système cardiovasculaire est moins sollicité. Leurs glandes sudoripares s’activent plus tôt et produisent davantage de sueur, tout en conservant mieux les sels minéraux.
La vasodilatation cutanée (dilatation des vaisseaux sanguins de la peau) est plus rapide et plus ample, ce qui augmente le flux sanguin vers la peau et améliore le transfert de chaleur vers l’extérieur. Leur organisme, au repos, profite d’une température légèrement plus basse que la normale et leur perception subjective de l’effort face à la chaleur s’allège. Des adaptations déjà visibles en à peine une semaine d’entraînement.
Toutefois, cette adaptation a une limite physiologique absolue au-delà de laquelle même l’organisme d’un individu parfaitement acclimaté ne peut plus se thermoréguler correctement. Selon cette étude, parue le 8 mai 2020 dans la revue Science Advances, c’est grâce à un indice baptisé « wet-bulb temperature » (TW), combinant humidité ambiante et chaleur de l’air, que l’on peut mesurer cette limite. Ainsi, le TW se situerait à partir de 35 °C, seuil à partir duquel l’évaporation de la sueur devient physiquement impossible, quelle que soit la condition physique ou le niveau d’acclimatation de l’individu.
En se posant la question, notre collègue avait déjà la moitié de la réponse : notre corps est bien à 37 °C, et c’est pour cette raison que nous souffrons lorsque la température externe approche ou égalise cette valeur. Nous faisons partie de la minorité d’organismes dits endothermes (ou « à sang chaud »), contrairement aux ectothermes (insectes, poissons, ou reptiles) dont la température interne fluctue selon celle de leur environnement. L’endothermie est un avantage évolutif colossal, puisqu’elle nous permet d’être actifs par -20 °C comme par 40 °C, mais elle nous contraint à brûler une quantité astronomique d’énergie pour ravitailler notre chaudière interne, qui ne connaît jamais de mode « veille ».
- La température corporelle normale est d’environ 37 °C, mais lors d’une canicule, l’organisme peine à évacuer la chaleur, provoquant une surchauffe.
- La transpiration est le principal mécanisme de refroidissement, mais devient inefficace lorsque l’humidité ambiante est trop élevée.
- Les sportifs s’acclimatent mieux à la chaleur grâce à des adaptations physiologiques, mais même eux atteignent des limites de thermorégulation.
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