Type de document
Rapports de recherche scientifique
Année de publication
2014
Langue
Français
Résumé
Cette étude s’intéresse à l’ensemble des contraintes thermiques, depuis les grands froids typiques du nord du Québec, jusqu’aux ambiances excessivement chaudes retrouvées dans certaines industries. Six indices thermiques ont été analysés en détail; trois d’entre eux s’appliquent au froid, un au confort thermique et deux visent les conditions excessivement chaudes.
La revue de la documentation scientifique concernant l’exposition au froid révèle que, bien que de moindre importance que l’adaptation comportementale, l’adaptation phénotypique aussi bien que génotypique est observée chez les personnes exposées aux ambiances froides. L’ensemble de tous ces ajustements physiologiques, que l’on nomme acclimatation, influence significativement les réponses physiologiques mesurées en termes de dextérité, de puissance, de capacité d’apprentissage et de mémorisation, de temps de réponse et de mémoire de travail. Les personnes non acclimatées ont une performance et une vigilance moindres et peuvent donc être plus à risque lorsqu’elles sont exposées au grand froid. Il importe donc de considérer et de reconnaitre la provenance, de même que l’historique récent de travail au froid des personnes qui ont à affronter ces situations particulières.
Malgré ce qui précède, l’adaptation comportementale, qui s’acquiert en quelques expositions au froid, est plus importante. Il devient ainsi prioritaire d’insister sur la formation des personnes et sur les moyens de protection tels que les abris chauffés et les vêtements dans un programme de gestion de l’exposition au froid. Quoiqu’il en soit, l’ensemble de la documentation révèle qu’un programme de surveillance est pleinement justifié, spécialement pour ces situations où des gens non acclimatés et non accoutumés se trouvent exposés.
Trois indices concernant l’exposition au froid ont été étudiés à savoir : Saskatchewan, Isolement requis (Ireq) et refroidissement éolien. L’Ireq n’a pas été retenu parce que les valeurs d’isolement des vêtements, strictement nécessaire à son utilisation, ne sont pas disponibles. Aussi, son application exigerait de limiter quelques paramètres à l’intérieur de balises qui ne sont pas définies à ce jour. Malgré qu’il se trouve dans les publications de plusieurs grands organismes depuis trois décennies, la base scientifique de l’indice Saskatchewan n’a pu être retracée et cela inquiète. À l’opposé, le refroidissement éolien est bien connu des milieux intéressés et fort bien documenté. Plutôt vague quant aux mesures de prévention, il faudra considérer enrichir cet indice de recommandations plus précises pour en faire un véritable outil de prévention.
L’indice du Vote moyen prédit et du Pourcentage prédit d’insatisfaits (PMV-PPD) concerne le confort thermique et fait le pont entre les conditions de froid et de chaleur. Son application s’adresse typiquement aux espaces intérieurs et requiert une instrumentation spécialisée, notamment la lecture de la température de globe noir (Tg). Ce document définit cependant quelques conditions précises où il est possible de contourner la lecture de Tg sans perte de précision. Les responsables en climatisation/chauffage des espaces intérieurs aussi bien que les hygiénistes trouveront un intérêt pour cette norme qui permet d’estimer le pourcentage de personnes insatisfaites de l’environnement thermique.
Finalement, pour les environnements thermiques excessivement chauds (WBGT au-dessus de 32 °C), l’étude retient l’utilisation de la norme PHS : ISO 7933. Le domaine d’application de cette norme, dans sa version actuelle, ne dépasse pas 39,8 °C-WBGT, mais son extension jusqu’à des valeurs dépassant 45 °C se montre cohérente si deux modifications y sont apportées. L’une concerne la sudation maximale des sujets non acclimatés, l’autre la dissipation de la chaleur accumulée. Ces deux modifications corrigent des erreurs méthodologiques déjà présentes dans son champ d’application actuel. La Short-Term Exposure Limit proposée en 2009 n’a pas été retenue parce qu’elle montrait des incohérences manifestes et que la documentation scientifique n’a pas validé cette approche.
Des observations sur le terrain ont permis de définir les instruments et approches nécessaires à l’utilisation de tous les indices retenus, depuis les grands froids jusqu’aux ambiances excessivement chaudes. Les limites d’interprétation et d’application sont également définies pour chacune.
Abstract
This study is concerned with all types of thermal stress, from the bitter cold winters typical of northern Québec to the sweltering heat in certain industries. Six thermal indices were analyzed in detail, three applicable to cold, one to thermal comfort and two to extremely hot conditions.
Review of the scientific literature on exposure to cold revealed that phenotypic as well as genotypic adaptations have been noted in people exposed to cold environments, though these are of lesser scope than behavioural adaptations. Together these physiological adjustments, called acclimatization, significantly affect physiological responses measured in terms of dexterity, strength, learning capacity, memory span, response time and working memory. Performance and alertness are poorer in workers who are not acclimatized and these workers may be at greater risk when exposed to extreme cold. It is thus important to know and take into consideration the origins and recent history of working in cold environments of those who face such conditions.
The preceding notwithstanding, behavioural adaptation, acquired in just a few exposures to cold, is more significant. It is thus crucial to insist on training and protective measures, such as heated shelters and suitable clothing, in a cold exposure management program. In any case, all the literature indicates that a surveillance program is fully warranted, especially in case of cold exposure of workers who are not acclimatized and not accustomed to working in the cold.
Three indexes for cold exposure were examined: the Saskatchewan cold condition guidelines, IREQ’s required insulation guidelines and the wind chill index. IREQ’s guidelines were eliminated because clothing insulation values are required for their use, and these are unavailable. Also, application of these guidelines requires that certain parameters be limited to particular ranges that have still not been established. Though the Saskatchewan cold condition guidelines have been included in the publications of key agencies for the last three decades, their scientific basis could not be traced and this is disquieting. The wind chill index, on the other hand, is not only well known to those working in the field but also very well documented. It does not offer much in the way of prevention measures, however, and ways of developing this more precise index to make it a real prevention tool should be considered.
The Predicted Mean Vote/Predicted Percentage Dissatisfied (PMV/PPD) index expresses thermal comfort, bridging cold and hot conditions. It is typically used for indoor spaces and its determination requires specialized equipment, for measuring black globe temperature (Tg). Our paper, however, identifies certain specific conditions when PMV/PPD can be accurately determined without Tg measurement. This index, which indicates the percentage of people dissatisfied with the thermal environment, will be of interest to those responsible for heating/cooling of indoor spaces as well as industrial hygienists.
Last, for excessively hot environments (WBGT > 32 °C), we recommend the predicted heat strain (PHS) model of ISO standard 7933. The scope of application of this standard, in its current version, does not exceed 39.8 °C-WBGT, but it can nonetheless be validly extended to temperatures above 45 °C if two modifications are made: one concerning maximum sweating of unacclimatized subjects and the other dissipation of accumulated heat. These two modifications correct methodological errors in the existing scope of the standard. The Short-Term Exposure Limit suggested in 2009 is not recommended because of obvious inconsistencies and lack of validation in the scientific literature.
Field observations made it possible to identify the instruments and approaches required to use the recommended indices in all types of environments, from the very hot to the very cold. Interpretation and application limits are also given for each index.
ISBN
9782896317318
Mots-clés
Ambiance thermique, Thermal environment, Confort thermique, Thermal comfort, Indice de contrainte thermique, Heat stress indice, Lieu de travail froid, Cold workplace, Lieu de travail chaud, Hot workplace, Canada
Numéro de projet IRSST
0099-8920
Numéro de publication IRSST
R-824
Citation recommandée
Dessureault, P. C., Oupin, P. et Bourassa, M. (2014). Pertinence et conditions d'utilisation des indices thermiques dans le contexte québécois (Rapport n° R-824). IRSST.