Conseils concernant la chaleur : Chapeaux

« Si vous devez sortir au soleil, abritez-vous sous un parasol ou portez un chapeau à large rebord et bien aéré (pour que la sueur de votre tête puisse s'évaporer). » (La chaleur extrême et votre santé, Santé Canada, 2009)

Enjeu

La tête, une des parties du corps les plus exposées au rayonnement solaire pendant les activités de plein air, est d’une importance thermorégulatrice particulière comme source principale de la perte de chaleur par convection et l’évaporation de la transpiration¹. En conséquence, porter un chapeau à l’extérieur peut réduire le niveau de contrainte thermique en limitant la quantité de rayonnement solaire qui atteint la tête. Toutefois, recouvrir la tête peut aussi empêcher la perte de chaleur par convection et par évaporation lors de périodes de chaleur extrême. Le cerveau humain est le centre de contrôle des processus physiologiques; il est donc vulnérable aux légères variations de la température corporelle interne, qui peut être élevée par l’exposition à la chaleur extrême².

Jusqu’à présent, il n’existe pas de preuves suffisantes pour bien évaluer quel est le modèle de chapeau le plus efficace pour le public lors des activités de plein air dans des conditions de chaleur extrême. De nombreuses études ont recherché divers paramètres thermiques en utilisant des types de casques protecteurs spécialisés, notamment des casques de sécurité^3,4, des casques de vélo^5,6, des casques d’équitation⁷ et des casques pour l’aviron⁸. Toutefois, ces cas sont très particuliers et ne fournissent pas vraiment des informations utiles pour le public en ce qui concerne le genre de chapeau à porter lors des activités de plein air.

Les effets du rayonnement solaire

Une étude⁹ a examiné la protection contre les ultraviolets fournie par plusieurs modèles de chapeaux qui couvrent différentes parties anatomiques de la tête (le front, le nez, les joues, le menton et la nuque). Il a été démontré que les chapeaux à petit rebord ne fournissent qu’une protection négligeable à toutes les parties de la tête à l’exception du front. Les casquettes de baseball à visière fournissent une protection du nez et du front mais n'ont qu’un effet protecteur minimal sur les autres parties du visage. Les résultats indiquent qu’il est nécessaire d’utiliser un chapeau avec un rebord d’au moins 7,5 cm pour obtenir une protection adéquate du nez et des joues. Bien que cette étude fournisse des preuves sur la protection solaire des chapeaux, elle n’a effectuée aucune recherche sur les indicateurs physiologiques de la thermorégulation.

Le transfert de la chaleur

Les flux de chaleur rayonnante et par convection ont été mesurés et comparés entre les casques pour l’aviron, les casquettes de type baseball blanches et noires (100 % coton) et une perruque au lieu d’une tête nue⁸. Le transfert de chaleur était plus élevé quand la source rayonnante était appliquée directement au-dessus de la tête, par opposition à un angle, ce qui est conforme au plus grand risque de malaises causés par la chaleur et des coups de soleil, ce qui se produit souvent en mi-journée. Tous les modèles de casques protecteurs étudiés réduisent la perte de chaleur par convection pulsée (la dissipation de la chaleur due à l’air pulsé, telle qu'une brise de l’extérieur ou un ventilateur), mais les casquettes de baseball empêchent le plus cette perte de chaleur (de 60 %). Toutefois, ces mêmes casquettes de baseball sont aussi efficaces pour réduire le flux de chaleur rayonnante d’environ 80 %. Ces études n’ont pas examiné les effets subséquents sur la peau humaine ou sur la température interne. Il est donc difficile d’évaluer si la réduction de la perte de chaleur par convection avec une grande protection contre le rayonnement solaire est assez efficace pour réduire le risque de développer une maladie liée à la chaleur.

Cas du milieu de travail et du sport

Lors de l’évaluation des casques protecteurs, le travail dans les environnements qui exigent l’utilisation de casques de sécurité requiert un type d’étude différent de celui visant à une protection générale du public contre la chaleur en plein air. Ces éléments doivent également être pris en compte pour les athlètes qui participent aux sports de contact où les casques sont obligatoires. Les ouvriers et les athlètes sont des cas particuliers parce qu’ils font souvent des efforts physiques dans des conditions de chaleur extrêmes et l'équilibre thermique de leur corps dépend énormément de la perte de chaleur par l’évaporation de la transpiration². Le port du casque est destiné à protéger l’individu contre l'impact de la chute d’objets sur les lieux de travail ou contre une collision dans le cas des sports de contact. Toutefois, le casque peut aussi être source de contrainte thermique accrue en empêchant la circulation de l'air sur la tête, ce qui affecte l'efficacité du travail⁴. Dans ces cas, des modifications de la douleur physique et de l’état mental augmentent la possibilité d’accidents et de blessures. Il est donc important de limiter les contraintes de chaleur. Il a été démontré que la contrainte thermique réduit la performance physique en affaiblissant la fonction mentale, l’attention, le contrôle de l’activité motrice et contribue à la fatigue musculaire^10,11. En outre, une augmentation de la température corporelle interne rend une personne plus irritable, coléreuse et sujette à des états émotionnels susceptible d’amener les travailleurs à négliger les consignes de sécurité ou à prêter moins d’attention dans l'exécution de tâches dangereuses, augmentant les risques d’accident¹².

La ventilation

Les études ont démontré que les casques de sécurité aérés, par rapport à ceux qui ne le sont pas, sont physiologiquement plus efficaces pour maintenir le travailleur dans un état d'homéostasie³. Il a été déterminé que le débit sudoral est 1,2 fois plus élevé avec les casques de sécurité non-aérés comparés à ceux qui le sont³. Des études similaires, qui évaluent les effets de la chaleur rayonnante sur les casques de vélo, ont trouvé qu’il existe de fortes variations dans la chaleur rayonnante totale^5,13. La conception unique des casques peut avoir une contribution négative ou positive sur la perte de chaleur totale⁵, ce qui laisse supposer que la plupart des casques peuvent être améliorés pour une utilisation dans des conditions de chaleur extrêmes à l’extérieur. Inversement, Sheffield-Moore et al. (1997) a pu déterminer que le fait de porter un casque de vélo n’a aucune incidence supplémentaire sur la température interne, la température de la tête, la sensation thermique, la fréquence cardiaque, le débit sudoral ou la perception de l’effort, par comparaison avec le cyclisme sans l’utilisation d’un casque⁶. En conséquence, il est nécessaire d’entreprendre d’autres études pour déterminer les propriétés thermiques des différents modèles de casques protecteurs.

La couleur

Il est aussi présumé que les couleurs sombres ont tendance à absorber le rayonnement solaire et doivent donc être évitées, contrairement aux couleurs claires qui ont des propriétés réfléchissantes. Dans le cas des chapeaux, cette relation n’a pas fait l’objet d’études approfondies; toutefois, une étude a démontré qu’il n’y avait aucune différence dans le gain de la chaleur entre une casquette blanche et une noire⁸, ce qui permet de supposer que l’incidence de la couleur est négligeable.

Conclusions et recommandations

Très peu d’études ont examiné les paramètres thermiques et le stress physiologique subséquent générés par différents types courants de protection de la tête, notamment les chapeaux. Bien que des études aient été effectuées sur des aspects particuliers du transfert de la chaleur, la plupart se concentrent sur les effets de types spécifiques de casques protecteurs conçus pour des activités spécialisées, telles que le cyclisme, l’équitation ou dans le milieu de travail où la sécurité a une importance primordiale. Des recherches plus poussées, sur la contrainte thermique associée aux casques protecteurs utilisés par le grand public, sont nécessaires afin d’encourager un comportement sain pendant les périodes de chaleur extrême. Toutefois, l’information ci-dessus nous permet de faire quelques recommandations générales. Les chapeaux portés comme précaution contre le soleil doivent avoir un large rebord (d’au moins 7,5 cm) pour bien protéger la figure, les oreilles et la nuque. Ils doivent également être bien aérés pour améliorer la perte de chaleur corporelle par convection et par évaporation. Toute personne qui est dans l’impossibilité de suivre ces directives doit éviter le soleil lors des jours de chaleur (c.-à-d., rester à l’intérieur ou à l’ombre) ou utiliser un parasol comme solution de rechange. 

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4. Liu X, Holmer I. Evaporative heat transfer characteristics of industrial safety helmets. Appl Ergon. 1995 Apr;26(2):135-40.
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6. Sheffield-Moore M, Short KR, Kerr CG, Parcell AC, Bolster DR, Costill DL. Thermoregulatory responses to cycling with and without a helmet. Med Sci Sports Exerc. 1997;29(6):755-61.
7. Taylor NA, Caldwell JN, Dyer R. The physiological demands of horseback mustering when wearing an equestrian helmet. Eur J Appl Physiol. 2008 Sep;104(2):289-96.
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11. Hunter AM, St Clair Gibson A, Mbambo Z, Lambert MI, Noakes TD. The effects of heat stress on neuromuscular activity during endurance exercise. Pflugers Arch. 2002 Sep;444(6):738-43.
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Janvier 2011