Notion de confort hygrothermique > L’aspect physiologique : la thermorégulation végétative

Le système de thermorégulation végétative assure la régulation dynamique de la température du corps humain, système passif régulé, qui est sujet aux échanges de chaleur et de masse. Les variables contrôlées sont la température interne et la température cutanée. La température interne est maintenue à une valeur proche de 37 °C, mais elle peut varier entre 36 °C la nuit et 38-39 °C lors de certains efforts prolongés. La température moyenne de peau est voisine de 34 °C en condition standard. Mais contrairement à la température interne qui varie peu (2 à 3 °C), les températures cutanées sont sensibles à l’environnement thermique : les variations de 10 °C sont possibles en fonction des conditions externes.



Le principe de régulation consiste à comparer des signaux en provenance des capteurs internes et cutanés à des valeurs de référence, et d’ordonner des actions atténuantes selon les écarts de réglage détectés. Le siège de contrôle est le centre hypothalamique vers lequel convergent toutes les informations sensorielles qu’il intègre pour déterminer l’amplitude des commandes à envoyer vers les organes effecteurs. Le système de thermorégulation peut être décomposé ainsi en trois parties : les thermorécepteurs (capteurs), le contrôleur et les actionneurs.

Les thermorécepteurs

Des thermorécepteurs ont été identifiés dans la peau et à l’intérieur du corps. Les thermorécepteurs internes, dits centraux, informent le système de régulation des variations de la température interne. Les thermorécepteurs cutanées sont des terminaisons nerveuses libres et couvrent largement la surface de l’épiderme. Deux types de thermorécepteurs sont distingués : ceux sensibles au chaud et ceux sensibles au froid. Les détecteurs chauds sont sensibles à des élévations de température de 0.001 °C/s (3.6 °C/h), les détecteurs froids sont sensibles à une baisse de 0.004 °C/s (14 °C/h). Dans la peau, les fibres sensibles au froid sont plus nombreuses et plus superficielles que celles sensibles au chaud.

Les récepteurs stimulés par la température de peau ou sa variation donnent naissance à des informations dont la fréquence est proportionnelle à la température. Mais ces récepteurs sont également sensibles à la vitesse de variation de la température : si donc la température de la peau varie lentement, seule l’information liée à l’aspect statique (niveau absolu de la température) sera transmise. Au contraire, si la température varie plus rapidement (grossièrement > 0.02 °C/s), les récepteurs font preuve d’une activité dynamique rendant l’individu plus rapidement et plus intensément sensible au changement thermique. En plus, les thermorécepteurs sont capables d’adaptation ; leur activité s’estompe avec le temps alors que le stimulus perdure. Cela a pour conséquence que la même exposition à un stimulus donné engendrera des sensations différentes selon la température d’adaptation initiale.

Le contrôleur

Les messages thermosensoriels à l’origine de l’activité des récepteurs informent à la fois le centre hypothalamique où toutes les informations fusionnent et les aires sensibles corticales où les spécificités demeurent. Cette convergence des signaux au niveau hypothalamique explique pourquoi on ne réagit pas physiologiquement, uniquement là où le stimulus existe, mais globalement. La projection du signal local dans les aires sensibles explique pourquoi on peut sentir une zone froide ou chaude localement sans pour autant induire une réponse à caractère globale.

L’hypothalamus est divisé en deux zones : une zone antérieure qui assure la défense contre la chaleur et une zone postérieure qui assure la défense contre le froid [Bruant, 1997]. Si les températures corporelles s’écartent de leurs valeurs de référence, il établit un signal d’erreur et envoie dans les différentes parties du corps une commande dont l’intensité est proportionnelle à ce signa. Si le signal d’écart est positif (le corps se réchauffe), il déclenche les mécanismes de lutte contre la chaleur, et s’il est négatif, (le corps se refroidit) les mécanismes de lutte contre le froid sont mis en oeuvre.

Les actionneurs

Plusieurs types d’actions peuvent être mis en jeu pour assurer la régulation de la température du corps.

Face au froid, la vasoconstriction (diminution du diamètre des vaisseaux sanguins) est mise en oeuvre. Elle permet de réduire le débit sanguin vers la peau réduisant ainsi la température cutanée et par conséquent les échanges thermiques avec le milieu extérieur. Si le froid persiste, l'organisme accroît sa production de chaleur interne par des contractions musculaires (les frissons).

Les mêmes types de réactions sont observés face au chaud. Ainsi, face à une température externe élevée, la vasodilatation est d’abord déclenchée (augmentation du diamètre des vaisseaux sanguins). Elle accroît le débit sanguin vers la peau et augmente la température cutanée favorisant les échanges thermiques avec l'extérieur. Ensuite, le corps procède à la sudation via les glandes sudorales qui sécrètent de la sueur qui refroidit le corps par évaporation.

Alors que la vasomotricité peut être déclenchée en même temps que les contractions musculaires et l’activité des glandes sudorales, ces deux dernières fonctions sont exclusives.