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Vêtements

« Portez des vêtements légers et de couleur pâle. » (Environnement Canada, Chaleur,  2002)

L’un des conseils qu’on entend le plus souvent lorsqu’il fait chaud est de porter des vêtements amples de couleur pâle, faits de fibres naturelles. Alors que ce conseil semble très logique, la plupart des vêtements techniques conçus pour accroître le confort thermique et la performance des athlètes sont ajustés et faits de fibres synthétiques évacuant la transpiration. Les vêtements sport de ce type sont censés être le résultat de recherches scientifiques et d’études du marché exhaustives – comment se fait-il qu’ils aillent à l’encontre des conseils usuels sur la façon de s’habiller par grande chaleur?

La recherche

L’évacuation de la chaleur du corps est affectée par facteurs différents dont la circulation d’air (le vent), l’humidité relative, la lumière du soleil et le type de vêtements portés. Les vêtements influencent la circulation de l’air à proximité de la peau, ainsi que dans le refroidissement par évaporation et la régulation de l’humidité. Lorsque l’humidité ne s’évapore pas, la température de la peau augmente et avec elle, un certain inconfort.1 Enfin, une ventilation – ou circulation d’air – suffisante réduit les propriétés isolantes des vêtements de 5 à 50 %.2

Le transport de chaleur à travers les vêtements est influencé par les éléments suivants :

  1. Le type de fibres. Les fibres naturelles absorbent plus d’humidité que les fibres synthétiques, et l’absorption de l’humidité est associée au confort.2 D’un autre côté, de nombreux tissus synthétiques, par leurs propriétés, permettent l’évacuation de l’humidité vers l’extérieur du vêtement, d’où elle s’évapore plus facilement.1
     
  2. Le type de fil. Les fibres naturelles sont plus courtes et donc plus rugueuses que les filaments longs et lisses des fibres synthétiques. Les fibres lisses sont moins susceptibles de retenir la chaleur, ce qui crée une sensation de fraîcheur.
     
  3. La construction du tissu. Les matériaux à tissage serré avec une densité  élevée de fils tiennent plus au chaud puisqu’elles sont moins perméables à l’air et empêchent ainsi l’évacuation de la chaleur par convection. Les tissus souples laissent passer plus d’air chaud, l’éloignant du corps.2

  4. L’épaisseur du tissu. Les tissus fins favorisent l’évaporation.1

  5. Le type de vêtement. Le type de fibres a plus d’importance pour les vêtements ajustés que pour les vêtements amples, alors que c’est le contraire pour la construction du tissu.1

  6. Les enduits. Les enduits imperméables et hydrofuges empêchent l’échappement de la chaleur.2 Les couleurs pâles refléchissent mieux la chaleur rayonnante que la peau nue, et peuvent ainsi offrir une certaine protection.1

Études expérimentales

Dans une étude portant sur six sujets de sexe féminin, Ha et ses collègues3 ont constaté que, à une température de 37°C et une humidité relative de 60 %, la transpiration locale, et de là la contrainte thermique, étaient plus élevées dans le cas de matériaux de polyester hydrophobes que pour des matériaux de coton hydrophiles. Le débit sudoral plus élevé n’avait pas comme résultat un rafraîchissement plus efficace du corps. Ha et ses collègues4 ont aussi comparé le coton au polyester chez cinq femmes lors d'une séance d’exercice léger intermittent à une température de 24°C et une humidité relative de 50 %. Ils ont constaté que, chez les femmes portant du polyester, la transpiration commençait plus tôt, la sensation thermique déclarée par les sujets était plus chaude, la fréquence du pouls était plus élevée et les variations de la température rectale étaient plus importantes que chez les femmes portant du coton. Les femmes habillées de polyester ont également déclaré une sensation d’humidité plus prononcée, surtout pendant la deuxième moitié de la période de 90 minutes couverte par l’étude. Les auteurs concluent que le coton procure une moindre isolation thermique grâce à sa capacité accrue d’absorber l’humidité, qui accélère très probablement l'échappement de la chaleur.

Zhang et ses collègues5 ont comparé sept femmes au repos dans des milieux chauds (jusqu’à 35°C) et frais (20°C) avec une humidité relative de 60 %; les sujets portaient des vêtements de coton de deux types différents (perméabilité à l’air élevée et faible) ainsi que du Tencel® (une fibre cellulosique présentant un taux de reprise d’humidité plus élevé que le coton). La température rectale était plus élevée chez les femmes habillées de coton à faible perméabilité dans toutes les phases du schéma expérimental. Dans la phase en milieu frais, le coton perméable et le Tencel® ont produit des températures rectales similaires, ce qui suggère que, par temps frais, la perméabilité à l’air est le plus important facteur de refroidissement du corps. En milieu plus chaud, les femmes portant du Tencel® présentaient des températures rectales considérablement inférieures à celles des femmes habillées de coton perméable; les auteurs concluent que le taux de reprise d’humidité plus élevé du Tencel® facilite un effet d’évacuation de l’humidité qui améliore l’échappement de la chaleur par évaporation.

Laing et ses collègues6 ont étudié trois types de vêtements techniques pour le plein air —interlock de polyester, mélange de laine et polyester vanisé, et tricot simple de laine mérinos— chez dix sportifs de sexe masculin par températures chaudes et froides. Ils ont constaté moins de différences entre les vêtements par temps chaud que par temps froid, et aucune différence pendant un essai de course à pied dans la chaleur. En outre, il n’y avait aucune différence sur le plan des sensations subjectives éprouvées par les sujets lorsqu’ils portaient les différents vêtements. Cependant, lorsqu’on a mesuré la perte en masse corporelle produite par la transpiration, celle-ci était plus élevée (quoique pas de façon significative) avec les vêtements de polyester. La transpiration et la hausse de température de la peau ont commencé plus tôt et la fréquence cardiaque était plus élevée chez les sujets habillés de polyester; de plus, la sensation d'humidité au cours des activités était plus prononcée pendant le port de vêtements en interlock de polyester. La température de la peau était plus élevée avec le polyester qu’avec la laine, et la fréquence cardiaque était plus élevée chez les sujets habillés de polyester pendant une marche. Si l’on se fie à ses paramètres techniques (établis par des essais de simulation en laboratoire), le polyester tient moins chaud que la laine ou les mélanges de laine; néanmoins, les sujets habillés de polyester avaient plus chaud et se sentaient moins confortables.

Dans une étude antérieure, Tokura et Natsume7 avaient eux aussi comparé des vêtements en tricot de laine et de polyester. Dans un milieu chaud (34°C, humidité relative de 63 %), ils ont étudié six femmes pendant 45 minutes de repos, suivi de 10 minutes d’exercice et d’une autre période de repos de 45 minutes. Lorsque les sujets étaient au repos (c.-à-d. ne transpiraient pas), la température en surface des vêtements de laine était plus élevée que celle du polyester, suggérant que l’échappement de la chaleur sèche est plus efficace avec la laine. Pendant l’exercice et la période de récupération (c.-à-d., lorsque les sujets transpiraient), les auteurs ont constaté que tant l’accumulation de chaleur que le débit sudoral et la température rectale étaient plus élevés chez les femmes habillées de polyester. Il est à noter que la fibre de polyester utilisée avait un taux d’évacuation de l’humidité de 0 mm/10 min, et il ne s’agissait donc pas d’un tissu évacuant l’humidité comme ceux qu’on utilise dans de nombreux vêtements techniques de performance.

Kwon et ses collègues8 ont comparé des vêtements faits d’un mélange très absorbant de laine et de coton, des vêtements de coton ayant un taux de reprise d’humidité moyen et des vêtements de polyester hydrophobe. Tous ont été portés au cours d’une période d’exercice intermittent à 30°C et à une humidité relative de 50 %. Ils ont mesuré un débit sudoral plus fort et une température superficielle plus élevée sur le torse des femmes habillées de polyester. La température superficielle la moins élevée a été mesurée chez les femmes portant le mélange de laine et de polyester.

En résumé

Dans l’ensemble, ces recherches expérimentales indiquent que les gens habillés de fibres de polyester en milieu chaud tendent à avoir des températures corporelles plus élevées, à transpirer davantage et à éprouver un inconfort plus grand que ceux portant du coton ou de la laine. Cependant, les études ne mentionnent pas toujours les caractéristiques d’évacuation de l’humidité des tissus, et il n’est pas clair si les fibres de polyester utilisées sont les mêmes que les fibres techniques offertes sur le marché en tant que tissus contribuant à évacuer l’humidité. En outre toutes les études, à une exception près, ont porté sur des femmes et toutes impliquaient de jeunes personnes d’âge universitaire. Enfin, aucune des études ne s'est penchée sur la performance des vêtements en conditions d'humidité extrême, courantes pendant les périodes d’extrême chaleur. Ainsi, il reste encore des questions en suspens sur le type de vêtements les plus protecteurs par temps chaud.

Lacunes et questions

  • Quel est le type de vêtements optimal à porter par les non-sportifs pendant les périodes de chaleur extrême?
  • Quel est le rôle des tissus évacuant l’humidité dans l’amélioration du refroidissement par évaporation?
  • Le confort thermique des matériaux textiles est-il différent au cours des activités normales et de l’exercice physique?
  • Y a-t-il des différences entre les fibres synthétiques et les fibres techniques? Qu’en est-il des fibres techniques naturelles (p.ex., de la laine mérinos technique ou des microfibres cellulosiques)?
  • Les deux sexes présentent-ils des différences concernant la façon dont la régulation de la chaleur corporelle est affectée par le type de vêtements porté?
  • Les effets de l’âge sur la thermorégulation indiquent-ils que les enfants et les personnes âgées ont des besoins différents en matière d’habillement?

Références

  1. Pascoe DD, Bellingar TA, McClusky BS. Clothing and exercise. II. Influence of clothing during exercise/work in environmental extremes.  Sports Med. 1994;18(2):94-108.
  2. Pascoe DD, Bellingar TA, McClusky BS. Clothing and exercise. I: Biophysics of heat transfer between the individual, clothing and environment. Sports Med. 1994;18(1):38-54.
  3. Ha M, Tokura H, Yamashita Y. Effects of two kinds of clothing made from hydrophobic and hydrophilic fabrics on local sweating rates at an ambient temperature of 37°C. Ergonomics. 1995;38(7):1445-55.
  4. Ha M, Tokura H, Yamashita Y. Effects of moisture absorption by clothing on thermal responses during intermittent exercise at 24°C. Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 1995;71(2): 266-71.
  5. Zhang P, Gong RH, Yanai Y, Tokura H. Influence of clothing material properties on rectal temperature in different environments. Int J Clothing Sci Tech. 2002;14(5):299-306.
  6. Laing RM, Sims ST, Wilson CA, Niven BE, Cruthers NM. Differences in wearer response to garments for outdoor activity. Ergonomics. 2007;51:492-510.
  7. Tokura H, Natsume K. The effects of different clothing on human thermoregulation at an ambient temperature of 34 C. Trans Menzies Foundation. 1987;14:279–81.
  8. Kwon A, Kato M, Kawamura H, Yanai Y, Tokura H. Physiological significance of hydrophilic and hydrophobic textile materials during intermittent exercise in humans under the influence of warm ambient temperature with and without wind. Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 1998;78(6):487-93.

Février 2010