Exposition à la chaleur - Mesures de protection

La sensation de chaleur ou de froid dépend des facteurs ci-après :

• Température de l'air  
• Humidité relative de l'air  
• Présence d'objets chauds ou froids dans l'environnement immédiat  
• Mouvements de l'air (aération, ventilation)  
• Effort physique  
• Vêtements portés

Plusieurs méthodes de mesure de l'exposition à la chaleur en milieu de travail prennent en considération l'ensemble des facteurs susmentionnés, lesquels sont combinés en une valeur unique appelée charge calorifique totale. La mesure la plus couramment utilisée sur les lieux de travail est l'indice WBGT (pour « Wet Bulb Globe Temperature »).

Remarque : : Le présent document Réponses SST contient des renseignements relatifs à la prévention des problèmes de santé liés à l’exposition à la chaleur, et à la lutte contre ces derniers. Se reporter aux documents Réponses SST intitulés Exposition à la chaleur – Effets sur la santé et premiers soins pour connaître les effets associés au travail dans des conditions d’exposition à la chaleur et au froid.

Indice WBGT (Température au thermomètre-globe mouillé)

La température de l'air, la vitesse de l'air, la température de rayonnement (chaleur radiante émise par les objets chauds environnants), l'apport solaire et l'évaporation de la sueur sécrétée par les glandes sudoripares, qui favorise le transfert de la chaleur du corps à l'environnement, sont les variables qui interviennent dans le calcul de l'indice WBGT (pour « Wet Bulb Globe Temperature »).

La température de l'air est mesurée au moyen d'un thermomètre classique.

L'apport calorifique attribuable à la chaleur radiante est mesuré au moyen d'un thermomètre-globe noir. Il s'agit d'un thermomètre classique que l'on insère dans un bouchon de caoutchouc, puis à l'intérieur d'une sphère creuse en cuivre, de six pouces de diamètre, laquelle est revêtus de peinture noire mate. Le réservoir du thermomètre est placé au centre de la sphère. Il faut habituellement attendre au moins 20 minutes avant d'obtenir une lecture stable.

Pour mesurer l'effet de refroidissement attribuable à l'évaporation de la vapeur d'eau et au mouvement de l'air, on utilise un thermomètre mouillé naturel, c'est-à-dire un thermomètre classique dont le réservoir est recouvert d'une mèche de coton absorbante. L'extrémité supérieure de la mèche se prolonge sur une longueur de 30 à 35 mm au-delà du sommet du thermomètre, et son extrémité inférieure est immergée dans de l'eau distillée. Une longueur d'environ 25 mm de mèche mouillée est exposée à l'air entre la surface de l'eau et le réservoir du thermomètre. Cette mèche constitue une source constante d'évaporation d'eau. Tout comme dans le cas du thermomètre-globe noir, il faut habituellement attendre au moins 20 minutes avant d'obtenir une lecture stable.

Il existe deux méthodes de calcul de l'indice WBGT : l'une pour les endroits bénéficiant d'un ensoleillement direct et l'autre pour les endroits sans ensoleillement direct.

Lorsque les conditions du milieu de travail varient grandement, l’indice WBGT pondéré est utilisé. Sous la question ci-après « Comment calculer l’indice WBGT » se trouvent des exemples de calcul de l’indice WBGT. Des thermomètres à lecture directe WBGT, souvent appelés « indicateurs de stress thermique », sont aussi disponibles sur le marché. Puisque ce type d’instrument affiche directement les lectures réelles de l’indice WBGT, il n’est plus nécessaire d’effectuer de calculs.

Comment calculer l'indice WBGT?

La température au thermomètre-globe mouillé (WBGT) est calculée à l’aide des équations suivantes : 

• Dans des conditions d’exposition directe au soleil :

WBGT = 0,7 x t_nw + 0,2 x t_g + 0,1 x t_a

• Dans des conditions ombragées ou à l’intérieur :

WBGT = 0,7 x t_nw + 0,3 x t_g

où

t_nw La température au thermomètre mouillé = la température au thermomètre mouillé naturel mesurée au moyen d’un thermomètre dont le globe est couvert d’un linge en coton humide et rafraîchi par la circulation d’air naturelle.

t_g La température au thermomètre-globe = la température mesurée à l’aide d’un thermomètre-globe noir sec = la température mesurée à l’aide d’un thermomètre classique. 

t_a température de l'air mesurée au moyen d'un thermomètre classique

Toutes les températures sont exprimées en degrés Celsius.

Exemple

Employés travaillant sur un lieu de travail extérieur et exposés directement au soleil. La mesure des conditions sur le lieu de travail a donné les résultats suivants :

t_nw Temp. au thermomètre mouillé = 24 °C

t_g temp. au thermomètre-globe = 42 °C

t_a temp. au thermomètre sec = T40 °C 

WBGT = 0,7 x 24 + 0,2 x 42 + 0,1 x 40 = 29,2 °C

Indice pondéré (IP)

Lorsque les conditions thermiques d'un espace de travail fluctuent grandement, on utilise un indice WBGT pondéré pour mesurer le taux d'exposition à la chaleur.

où

WBGT_1, WBGT₂, etc. température au thermomètre-globe mouillé, mesurée ou calculée

t₁ + t₂, etc. durée d'exposition aux conditions correspondant aux valeurs WBGT_1, WBGT₂, etc. respectives

Exemple

Indice WBGT mesuré ou calculé au cours d'une tâche d'une durée de deux heures

Ces données donneraient l'indice pondéré suivant.

Les limites d’exposition visant à atténuer le risque de maladies liées à la chaleur sont représentées par une plage de températures acceptables dans des conditions précises. Les valeurs limites d’exposition (TLV®) liées au stress thermique, publiées par l’American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH), ont officiellement été adoptées comme limites d’exposition professionnelle dans certaines administrations, tandis que d’autres utilisent les TLV® comme lignes directrices. Voir les Réponses SST, Conditions de température - Législation, pour une obtenir une liste des lois en vigueur dans chaque administration.’’

L'ACGIH définit le stress thermique comme la charge thermique nette à laquelle un travailleur peut être exposé en raison des contributions combinées de la chaleur métabolique, de la température de l'air, du mouvement de l'air, de l'humidité, de l'énergie rayonnante et des vêtements.

La contrainte thermique est définie par l'ACGIH comme la réponse physiologique globale résultant d'un stress thermique.

L’ACGIH présente ces limites en unités WBGT, mesurées en degrés Celsius (°C). ’La valeur WBGT tient compte des facteurs environnementaux, comme la température de l’air ambiant, l’humidité et le mouvement de l’air, qui contribuent à la mesure de la température perçue. Dans certaines situations sur le lieu de travail,  la charge solaire (chaleur dégagée par des sources rayonnantes) est également prise en compte pour déterminer la WBGT.

Les valeurs WBGT ne sont pas les mêmes que celles constituant le facteur humidex. Pour plus de détails, veuillez consulter le document Indice humidex et le travail dans les Réponses SST.

Le document « 2024 TLVs® and BEIs® » de l’ACGIH (ou le livret le plus récent) contient les critères d’évaluation recommandés pour l’exposition au stress thermique chez les travailleurs (tableau 1). Les limites d’exposition de l’ACGIH visent à protéger la plupart des travailleurs contre les maladies liées à la chaleur. Ces limites sont plus élevées comparativement à celles qui auraient été établies pour prévenir l’inconfort. Cette publication et le document « Documentation of TLVs® and BEIs® » contiennent de plus amples renseignements sur ces critères d’évaluation, les catégories de demandes de travail ainsi que des directives pour limiter et gérer la fatigue due à la chaleur.

Comment doit-on utiliser le tableau d'exposition au stress thermique (tableau 1)?

Dans le cadre de l'exemple utilisé, la température de l'air du globe à bulbe humide a été mesurée avec un compteur à lecture directe WBGT à 27,0 ºC pour une période de travail de 8 heures. Le travailleur n'est pas habitué aux conditions chaudes (c.-à-d. qu'il n'est pas acclimaté) et effectue des tâches de nettoyage modérées (p. ex., récurer les planchers et les murs). Ces lignes directrices de l'ACGIH suggèrent qu'un travailleur non acclimaté peut effectuer ce travail pendant environ 25 à 50 % d'une journée de travail de 8 heures. 

Une "pause de repos" comprend d'autres tâches. Les tâches impliquant des niveaux d'activité ou d'effort élevés peuvent ne pas permettre au corps d'une personne de se refroidir efficacement et doivent être évitées pendant la période de repos. Lorsqu'il fait très chaud, les pauses doivent être réparties de manière appropriée (par exemple, des pauses plus courtes toutes les heures) plutôt que de travailler plus longtemps et de prendre des pauses plus longues.

Voir ci-après pour obtenir de plus amples renseignements au sujet des contrôles et de l'acclimatation.

Si des vêtements ou un équipement de protection individuelle plus lourds sont portés par les travailleurs, la valeur WBGT doit être ajustée pour tenir compte d’une charge thermique plus élevée.’ Les recommandations de l’ACGIH pour de telles situations sont présentées dans le tableau 2.

Par exemple, un travailleur acclimaté portant des vêtements tissés à double couche effectuant un travail modéré à un WBGT de 28 °C aurait un niveau d’exposition corrigé de 28,0 + 3 = 31 °C, ce qui réduirait son exposition admissible à un travail de 0 à 25 % ( de 75 à 100% de travail). Si le WBGT mesuré est de 30°C, alors la valeur WBGT ajustée serait de 33°C, soit une valeur supérieure à toutes les valeurs de dépistage figurant au tableau 1.  Les travailleurs soumis à ce type de condition doivent faire l’objet d’une surveillance par l’employeur ’pour détecter les contraintes thermiques et mettre en place des contrôles au besoin.

Les mesures d’ingénierie, qu’on appelle également mécanismes techniques, sont les mesures de réduction de l’exposition à la chaleur les plus efficaces. Les exemples ci-dessous illustrent quelques mesures d’ingénierie visant à réduire l’exposition à la chaleur :

• Mesures d'ingénierie destinées à assurer une ambiance de travail plus fraîche
• Pratiques de travail sécuritaires destinées à réduire l'exposition des travailleurs
• Formation des employés pour les aider à reconnaître et à prévenir les problèmes de santé liés à l'exposition à la chaleur

On trouvera au tableau 3 ci-après une récapitulation des mesures susmentionnées.

Mesures d'ingénierie

Les mesures d'ingénierie, qu'on appelle également mécanismes techniques, sont les mesures de réduction de l'exposition à la chaleur les plus efficaces. En voici quelques exemples.

• Réduction de la production de chaleur métabolique (chaleur dégagée par le corps) : L’automatisation et la mécanisation des tâches permettent de réduire la nécessité de déployer des efforts physiques importants, source de production de chaleur métabolique.
• Réduction de la chaleur radiante émise par les surfaces chaudes : Le fait de recouvrir les surfaces chaudes d’un revêtement de protection à faible émissivité (couche de peinture ou feuillards d’aluminium) permet de réduire la quantité de chaleur radiante sur le lieu de travail.
• Calorifugeage des surfaces chaudes : Le calorifugeage permet de réduire les échanges thermiques entre une source de chaleur et l'environnement de travail.
• Mise en place d'écrans de protection : Les écrans de protection empêchent la chaleur radiante d'atteindre les espaces de travail. Il existe deux types d'écrans, ceux à surfaces en aluminium, en acier inoxydable ou en un autre métal brillant, qui réfléchissent la chaleur vers la source d'émission, et les écrans absorbants comme les chemisages refroidis à l'eau, faits d'aluminium à surface noire, qui absorbent la chaleur et l'évacuent à l'extérieur de l'environnement de travail.
• Ventilation et conditionnement d'air : La ventilation, la climatisation locale et l’aménagement de cabines d’observation climatisées sont les moyens les plus couramment utilisés. Les cabines d’observation permettent aux travailleurs d’aller se rafraîchir entre de brèves périodes d’exposition à une chaleur intense, tout en continuant de surveiller le matériel.
• Réduction du taux d'humidité : La climatisation et le conditionnement d'air, la déshumidification, l'élimination des bassins d'eau chaude ouverts, des avaloirs et des caniveaux d'évacuation, ainsi que la réparation des robinets de vapeur qui fuient sont autant de moyens qui permettent de réduire le taux d'humidité dans une ambiance de travail.

Protection personnelle

Les vêtements ordinaires assurent une certaine protection contre la chaleur qui se dégage des surfaces chaudes environnantes. Par contre, il existe des vêtements de protection spéciaux pour les travailleurs exposés à des conditions de chaleur extrême. Dans un espace de travail chaud et humide, le port de vêtements légers permet une exposition maximale de la peau et, par le fait même, un refroidissement efficace du corps par évaporation de la sueur.

Les travailleurs qui doivent aller et venir entre l'intérieur, où l'ambiance est très chaude et sèche, et l'extérieur, où prévalent des conditions hivernales, sont d'accord pour dire que les sous-vêtements longs protègent contre les variations extrêmes de température.

Les travailleurs qui sont en contact avec des substances ou des objets très chauds, comme du métal en fusion ou des fours ou fourneaux fonctionnant à haute température, doivent porter une protection oculaire qui absorbe la chaleur radiante.

Les vêtements imperméables augmentent la charge calorifique puisqu’ils réduisent la capacité du corps à dissiper la chaleur. Lorsque les activités effectuées nécessitent le port de tels vêtements, il faut souvent ajuster la valeur ’WBGT de façon à ce qu’elle tienne compte de la charge calorifique supplémentaire.

Le phénomène par lequel le corps s’habitue à une nouvelle ambiance thermique s’appelle l’acclimatement. L’acclimatement complet à la chaleur se fait généralement en six ou sept jours, mais cette période peut être plus longue pour certaines personnes. La perte d’acclimatement se produit progressivement lorsqu’une personne est éloignée de façon permanente d’un milieu chaud. Toutefois, puisqu’une diminution de la tolérance à la chaleur peut se produire même après quelques jours d’absence du travail, il n’est pas conseillé d’accomplir une charge de travail complète dans des conditions très chaudes le premier jour de son retour au travail.’’.

Il importe de laisser les nouveaux employés et les employés de retour au travail s’acclimater à la nouvelle ambiance avant de les faire travailler à plein régime. Ainsi, exiger d’un tel employé qu’il effectue la moitié de la charge de travail normale le premier jour, en augmentant graduellement la charge les jours subséquents, serait une bonne façon de procéder.

Même si les personnes entraînées et en bonne condition physique tolèrent mieux la chaleur que celles dont la condition est plutôt déficiente, cette qualité ne peut remplacer l'acclimatement.

Certains médicaments nuisent à l'acclimatement. Par exemple, les agents hypotenseurs (médicaments destinés à faire baisser la pression artérielle), les diurétiques, les antispasmodiques, les sédatifs, les tranquillisants, les antidépresseurs et les amphétamines réduisent le niveau de tolérance du corps à la chaleur. Les personnes qui prennent de tels médicaments doivent demander conseil à leur médecin si elles sont appelées à travailler dans des ambiances thermiques chaudes. La consommation d'alcool peut également influer sur la capacité d'acclimatement.

Si possible, on devrait encourager les personnes qui travaillent dans des ambiances thermiques chaudes à établir leur propre cycle de périodes de travail/repos, selon les normes de l’industrie, notamment celles de l’ACGIH, dont les critères d’évaluation sont énoncés au tableau 1. Des tâches peu fréquentes ou irrégulières, comme les réparations d’urgence d’équipement de traitement à haute température, sont des sources d’exposition à la chaleur. Les travailleurs d’expérience peuvent généralement évaluer le stress thermique lié à une activité et limiter leur temps d’exposition en conséquence. Les travailleurs inexpérimentés peuvent nécessiter une attention particulière parce qu’ils pourraient continuer à travailler après l’apparition des symptômes de stress thermique.

Les gens sont généralement incapables de reconnaître leurs propres symptômes de stress thermique. Leur survie dépend donc de l'aptitude de leurs collègues à identifier les premiers signes de malaise et à obtenir, dans les plus brefs délais, les premiers secours ou les soins médicaux appropriés.

Compensation des pertes en sel et en liquides : Les personnes qui travaillent dans des ambiances thermiques très chaudes perdent beaucoup de sel et de liquides en raison de la sudation importante que provoque une telle situation. Ces pertes doivent être compensées. La quantité de liquide à absorber doit correspondre à la quantité perdue, ce qui équivaut, en moyenne, à un litre d'eau par heure. Il importe donc de prévoir, sur le lieu de travail, une source d'alimentation en eau potable réfrigérée (10 à 15 °C), et d'encourager les travailleurs à boire de l'eau toutes les 15 à 20 minutes même s'ils n'ont pas soif.

La perte de sodium attribuable à la sudation est relativement peu importante lorsque le travailleur est acclimaté à l'ambiance; dans ce cas, le régime alimentaire normal fournit habituellement la quantité de sel nécessaire au maintien de l'équilibre électrolytique des liquides organiques. Par contre, un travailleur non acclimaté, qui transpirerait de façon continue et répétitive, pourrait bénéficier d'un régime alimentaire plus riche en sel. Les comprimés de sodium ne sont pas recommandés parce que le sodium n'est pas absorbé par l'organisme aussi rapidement que l'eau ou d'autres liquides. Une trop forte concentration de sodium peut faire augmenter la température métabolique, favoriser la déshydratation et causer des nausées. Les travailleurs à qui on a prescrit une diète pauvre en sel doivent demander conseil à leur médecin à cet égard.

Boissons pour sportifs et jus de fruits : Sont des boissons spécialement préparées pour remplacer les liquides organiques et les électrolytes. Elles peuvent être consommées par la plupart des gens, mais avec modération. Ces boissons peuvent procurer un bienfait aux travailleurs qui ont un emploi très exigeant physiquement. Cependant, il ne faut pas oublier que ces boissons peuvent ajouter à l’alimentation du sucre ou du sel inutile. Lorsqu’ils sont dilués de moitié avec de l’eau, les jus de fruits, les boissons pour sportifs ou les boissons contenant des électrolytes constituent une option valable. On ne doit jamais consommer des boissons contenant de l’alcool ou de la caféine parce qu’elles déshydratent le corps. Pour la plupart des gens, l’eau est encore le liquide le plus efficace pour se réhydrater.

Plan d'urgence : En présence de conditions ambiantes extrêmes, il importe d'élaborer un plan d'urgence prévoyant, le cas échéant, l'application de mesures de premiers secours et la fourniture de soins médicaux aux travailleurs qui pourraient éprouver des malaises liés à l'ambiance thermique.

Remarque : les boissons contenant de l’alcool ou de la caféine doivent être évitées, car elles déshydratent l’organisme. L’eau est le liquide le plus efficace pour la réhydratation de la plupart des personnes.