Non seulement travailler dans un environnement froid peut-il être dangereux pour la santé, mais le froid peut aussi être mortel. Le corps doit absolument maintenir sa température centrale à + 37 °C (+ 98,6 °F). Il faut maintenir cet équilibre thermique pour préserver le fonctionnement normal et fournir l'énergie nécessaire aux activités (ou au travail!). Les mécanismes utilisés par le corps pour produire de la chaleur (son métabolisme) doivent lui permettre de s'adapter aux conditions auxquelles l'exposent les basses températures, le vent et les précipitations (pluie et neige) – les trois principaux dangers en environnement froid.
Le rayonnement thermique est la perte de chaleur au profit de l'environnement, qui est attribuable au gradient de température. Dans ce cas, il s'agit de la différence entre la température de l'air et celle du corps (la température centrale de notre corps est de + 37 °C). La superficie du corps exposée au froid joue aussi un rôle important dans la perte de chaleur par rayonnement.
La conduction est la perte de chaleur par contact direct avec un objet plus froid. La perte de chaleur est plus grande si le corps est en contact direct avec de l'eau froide. Le corps peut perdre de 25 à 30 fois plus de chaleur lorsqu'il est en contact avec de objets froids et mouillés, en comparaison de conditions sèches ou de la protection assurée par des vêtements secs. En général, la perte de chaleur par conduction ne représente que 2 % environ de la perte de chaleur totale. Quand les vêtements sont mouillés, cette perte est 5 fois plus grande.
La convection est la perte de chaleur au profit de l'air ambiant lorsque l'air entre en contact avec la surface du corps. La vitesse de déperdition de chaleur par contact dermique avec l'air froid dépend de la vitesse de l'air et de la différence de température entre la peau et l'air ambiant. À une température ambiante donnée, la perte de chaleur augmente avec la vitesse du vent. L'effet du vent n'augmente toutefois pas à des vitesses supérieures à 64 km/h ou 50 mi/h, étant donné que l'air n'est pas en contact avec le corps assez longtemps pour que celui-ci lui transfère une quantité supplémentaire de chaleur.
L'évaporation est la perte de chaleur qui résulte de la conversion de l'eau de l'état liquide à l'état gazeux. En termes de physiologie humaine, il s'agit de :
Il est important de reconnaître le lien étroit entre l'hydratation, la perte liquidienne et la perte de chaleur. À mesure que le corps perd sa chaleur par ces différents mécanismes, le volume circulatoire total est réduit, ce qui peut entraîner une déshydratation. La baisse de l'hydratation rend le corps plus sensible à l'hypothermie et aux autres troubles dus au froid.
Pour survivre et demeurer actif dans un environnement froid, le corps doit compenser la perte constante de chaleur par la production d'une quantité équivalente de chaleur. La chaleur est à la fois produite et dépensée au niveau de la cellule par suite de processus métaboliques complexes qui convertissent les aliments – une source principale d'énergie – en glycogène. Le glycogène est une substance (composé biochimique) faisant office de « carburant » pour les processus biochimiques qui sous-tendent toutes les fonctions vitales, dont la production de chaleur.
Voici quelques facteurs qui sont importants pour la production de chaleur :
La rétention de la chaleur et la tolérance au froid dépendent aussi de la structure du corps, de certains mécanismes réflexes et comportementaux qui conservent la chaleur à l'intérieur du corps ainsi que du degré de protection assuré par les vêtements. Ces facteurs sont :
Le froid peut attaquer le corps de trois façons (la température, le vent et l'humidité). Selon la sévérité des conditions climatiques, il peut se produire une déperdition de chaleur. Le corps maintient son équilibre thermique en augmentant la production de chaleur et en activant les mécanismes de rétention de la chaleur).
Dans une situation où la déperdition de chaleur est plus importante que les mécanismes combinés de production et de rétention de chaleur, la température centrale du corps baisse en deçà de +37 °C. Cette diminution met l'organisme en état d'hypothermie, ce qui peut entraver les fonctions mentales et musculaires courantes.
Les travailleurs exposés à un risque professionnel à cause du froid englobent :
Dans un milieu de travail, les températures trop froides peuvent réduire l'efficacité des employés et augmenter les taux d'accidents. Le froid nuit à l'exécution de tâches mentales complexes. Il entrave aussi les tâches manuelles parce qu'il réduit la sensibilité et la dextérité des doigts. À des températures encore plus basses, le froid agit sur les muscles plus profonds, ce qui a pour effet de diminuer la force musculaire et de provoquer une raideur articulaire. La vigilance mentale est également réduite en raison de l'inconfort causé par le froid. Pour toutes ces raisons, des accidents risquent davantage de se produire dans un environnement très froid.
Des études ont montré que, chez les femmes, la réaction au froid peut être différente de celle qui est observée chez les hommes. Bien que la température centrale chute plus lentement chez les femmes, ces dernières sont habituellement incapables de créer autant de chaleur métabolique par l'exercice ou les frissons. En outre, la vitesse de refroidissement des extrémités (pieds, mains) est plus grande chez les femmes. C'est pourquoi elles risquent davantage de subir des lésions dues au froid.
La prédisposition aux lésions dues au froid varie d'une personne à l'autre. En général, les personnes qui sont en bonne santé risquent moins de souffrir de ces lésions. Bien que toute personne qui travaille dans un environnement froid y soit exposée, les conditions suivantes pourraient accroître le risque de lésions dues au froid.
L'acclimatement est un terme utilisé pour décrire l'apparition d'une résistance ou encore d'une tolérance à un changement de l'environnement. Bien que les gens s'adaptent facilement à des environnements chauds, cela n'est pas le cas pour les environnements froids. Notons cependant que certaines parties du corps souvent exposées peuvent développer une grande tolérance au froid. Cette adaptabilité peut être observée chez les pêcheurs qui sont capables de travailler à mains nues dans des conditions extrêmement froides. La circulation sanguine dans leurs mains est maintenue dans des conditions qui pourraient causer un inconfort extrême et une perte de dextérité chez une personne non acclimatée.
Pour obtenir des renseignements sur les effets sur la santé du froid et les premiers soins en cas d'exposition au froid, se reporter au document Réponses SST intitulé Exposition au froid – Effets sur la santé et premiers soins.
Pour obtenir des renseignements sur les limites d'exposition et la prévention des blessures pendant le travail en environnement froid, se reporter au document Réponses SST intitulé Exposition au froid – Travailler au froid.
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