Pourquoi le coup de chaleur peut-il tuer ?
― Le corps s'emballe avec sa propre chaleur
Quand on se sent mal à cause de la chaleur, on pense souvent à la déshydratation ou au soleil. Mais le vrai danger commence après. Quand le mécanisme de refroidissement ne suit plus, plus la température corporelle monte, plus les réactions internes s'accélèrent, ce qui produit encore plus de chaleur : un cercle vicieux qui ne s'arrête plus. Dans l'article sur l'hibernation, nous avions vu comment abaisser la température corporelle permet de « durer plus longtemps ». Le coup de chaleur, c'est exactement l'inverse.
Une journée sèche à 35 °C, une journée humide à 32 °C. Sur le papier, la journée sèche paraît plus chaude. Pourtant, ressentie, la journée humide est bien plus éprouvante.
On transpire, mais le corps ne se rafraîchit pas du tout. La sueur perle sur la peau, coule, sans rien faire d'autre. Cette sensation est justement la porte d'entrée du coup de chaleur.
Le corps produit de la chaleur en permanence, même immobile. En faisant de l'exercice, il en produit davantage. Si cette chaleur n'est évacuée nulle part, la température corporelle ne cesse de grimper.
Et quand la température monte trop, même le mécanisme censé l'arrêter commence à se dérégler. À partir de là, c'est une course contre la montre.
La sueur ne refroidit pas seulement en sortant. C'est en s'évaporant qu'elle emporte la chaleur. Quand l'humidité est élevée, cette évaporation s'arrête.
Plus la température corporelle augmente, plus les réactions chimiques s'accélèrent, produisant encore plus de chaleur. Le danger vient de ce que le mécanisme d'accélération devient plus fort que celui du refroidissement.
Quand ces deux phénomènes se combinent, le corps se retrouve poursuivi par sa propre chaleur. Voyons cela dans le détail.
Le corps produit de la chaleur en continu
Même immobile, le corps est le siège de réactions chimiques permanentes. Comme indiqué dans l'article sur le réfrigérateur, au repos, une personne dégage environ 100 W de chaleur. L'équivalent d'une ampoule.
En faisant de l'exercice, ce chiffre s'envole. Un effort intense peut produire 5 à 10 fois plus de chaleur qu'au repos. Si cette chaleur n'est évacuée nulle part, la température corporelle ne cesse de grimper.
Normalement, trois mécanismes permettent d'évacuer la chaleur.
- Rayonnement ― le corps émet de la chaleur vers l'extérieur
- Convection ― la chaleur est cédée à l'air ambiant (le vent améliore l'efficacité)
- Évaporation ― la sueur emporte la chaleur en s'évaporant
Or quand l'air ambiant approche ou dépasse la température corporelle, le rayonnement et la convection deviennent inutilisables. Comme vu dans l'article sur la bouteille isotherme, la chaleur ne circule naturellement que du chaud vers le froid. Si la température de l'air dépasse celle du corps, ces deux mécanismes se retournent et réchauffent le corps au lieu de le refroidir.
Il ne reste alors plus qu'un seul recours : l'évaporation. C'est pourquoi les situations où l'évaporation ne fonctionne plus sont les plus dangereuses.
C'est l'évaporation de la sueur qui rafraîchit.
L'humidité arrête l'évaporation
Pour que l'eau s'évapore, il faut que l'air ambiant ait encore de la place pour accueillir de la vapeur d'eau. Une humidité élevée signifie que l'air est déjà presque saturé en vapeur d'eau.
Un air à 100 % d'humidité ne peut plus recevoir d'eau supplémentaire. On a beau transpirer, la sueur ne s'évapore pas et coule simplement sur la peau. « Trempé de sueur mais toujours aussi chaud » n'est pas une impression : c'est un fait physique.
C'est pourquoi la température seule ne suffit pas pour évaluer le risque de coup de chaleur. On utilise un indicateur combinant température, humidité, ensoleillement et vent : l'indice de chaleur WBGT (indice de température au thermomètre-globe mouillé). À température égale, un jour plus humide est plus dangereux.
La capacité même à transpirer varie selon les individus et l'âge. Chez les personnes âgées, la transpiration se déclenche plus tard et en quantité moindre. La sensation de chaleur devenant elle aussi moins nette, on s'en aperçoit parfois quand la température corporelle a déjà grimpé.
Les jeunes enfants ont une surface corporelle importante par rapport à leur taille, ce qui les rend plus sensibles à la chaleur ambiante, et il leur est parfois difficile de demander de l'eau ou d'exprimer qu'ils ont trop chaud.
« La personne a l'air d'aller bien » n'est pas une garantie de sécurité. L'entourage doit se fier à la température et au temps écoulé, pas seulement à l'apparence.
Plus la température monte, plus le corps s'auto-accélère
Voici le point essentiel de cet article. La montée de la température corporelle ne se limite pas à « il fait chaud ».
Sur ce site, nous avons souvent utilisé le repère suivant : « une hausse de 10 °C double environ la vitesse des réactions ». Dans l'article sur l'hibernation, nous l'avions utilisé à l'envers, pour montrer que baisser la température corporelle réduit la consommation d'énergie.
Dans le coup de chaleur, ce même repère joue dans le sens positif. Température qui monte → réactions internes plus rapides → plus de chaleur produite → température qui monte encore. Dès que la capacité de refroidissement ne suit plus l'accélération, ce cercle se met en marche.
Et il y a un facteur aggravant supplémentaire. Quand la température monte trop, le mécanisme même de la transpiration peut cesser de fonctionner. Le frein lâche, alors que l'accélérateur reste enfoncé.
Le coup de chaleur évoque souvent une personne trempée de sueur et en souffrance. Pourtant, quand les symptômes s'aggravent, la transpiration peut au contraire s'arrêter, la peau devenant sèche et chaude.
C'est le signe que le mécanisme de refroidissement lui-même est en train de se rompre, un état considéré comme plus dangereux. Conscience altérée, réaction faible aux appels, tremblements convulsifs du corps : si l'un de ces signes apparaît, appelez le 15 (ou numéro d'urgence local) sans hésiter.
Ce qu'il faut faire immédiatement
- Déplacer la personne dans un endroit frais et desserrer ses vêtementsÀ l'ombre ou dans une pièce climatisée. Allongez la personne, jambes légèrement surélevées, pour favoriser le retour du sang. Desserrez ceinture et col.
- Refroidir en priorité les zones où passent les gros vaisseaux sanguinsAppliquez du froid de chaque côté du cou, sous les aisselles, à l'aine. Poche de glace, pack réfrigérant, ou simplement une serviette mouillée. Asperger toute la peau d'eau en créant un courant d'air est également efficace.
- Si la personne est consciente, donner de l'eau et du selUne boisson pour sportifs ou une solution de réhydratation orale conviennent. Mais si la conscience est altérée, ne forcez jamais la personne à boire : risque de fausse route. Si elle ne peut pas boire seule, répond faiblement, ou convulse, appelez immédiatement les secours.
Parmi ces trois gestes, « refroidir les zones à gros vaisseaux » est le plus efficace pour faire baisser rapidement la température. Plutôt que de refroidir toute la surface de la peau, viser les endroits où le sang circule tout près de la surface permet au sang refroidi de se répartir plus vite dans tout le corps.
Ce qu'il faut retenir pour se prévenir
- Boire régulièrement, avant même d'avoir soif. Au moment où l'on ressent la soif, le corps serait déjà en manque d'eau
- Prendre l'habitude de consulter les prévisions d'indice de chaleur (WBGT). Cet indicateur, qui inclut l'humidité en plus de la température, refléterait mieux le danger réel
- Être particulièrement vigilant au début de la période chaude (avant le cœur de l'été). Le corps ne s'est pas encore habitué à la chaleur
- Ne pas transformer en épreuve d'endurance les vêtements aérés, l'ombre et les pauses fréquentes
Ce quatrième point rejoint le message central de cet article. Tant qu'on se sent « encore ça va », le cercle vicieux a peut-être déjà commencé à tourner. Ne pas se fier aux sensations mais se fier au temps et aux chiffres (température, humidité, WBGT) pour décider de se reposer avant qu'il ne soit trop tard : voilà la meilleure des préventions.
En résumé
Le coup de chaleur peut être mortel parce que le corps continue à produire de la chaleur alors que l'humidité élevée empêche la sueur de s'évaporer et prive le corps de son moyen de refroidissement. Et plus la température monte, plus les réactions internes s'accélèrent, produisant encore plus de chaleur : un cercle vicieux. C'est exactement l'inverse du cercle « plus ça refroidit, plus ça refroidit encore » utilisé par l'hibernation.
Ce n'est pas la chaleur que le corps endure.
C'est sa propre chaleur qui l'emballe.
Pour aller plus loin ― termes, chiffres, liens avec les manuelsDu collège aux sujets encore en recherche, le niveau de chaque point est indiqué
- Collègeniveau du programme de sciences au collège
- Lycéeniveau des enseignements de base au lycée (SVT, physique)
- Lycée+niveau SVT spécialité, ou contenu approfondi/encadré des manuels
- Universiténon enseigné au lycée : matières spécialisées universitaires (physiologie, météorologie)
- Recherchepas encore enseigné comme « établi » même à l'université : sujets en cours d'étude par les chercheurs
CollègeVocabulaire autour du coup de chaleur
- Chaleur latente de vaporisation : chaleur prélevée à l'environnement quand un liquide passe à l'état gazeux. C'est ce qui rend la sueur rafraîchissante.
- Humidité : proportion de vapeur d'eau contenue dans l'air. Plus elle est élevée, moins l'air peut accueillir de vapeur d'eau supplémentaire.
- WBGT (indice de chaleur) : indicateur combinant température, humidité, rayonnement solaire, etc. Il refléterait mieux le danger réel que la température seule.
- Coup de chaleur : ensemble de troubles causés par un dérèglement de la régulation de la température corporelle sous l'effet de la chaleur.
- Température centrale (profonde) : température à l'intérieur du corps (cerveau, organes). C'est elle, plus que la température de la peau, qui engage le pronostic vital.
LycéeVérifier par le calcul : quelle puissance de refroidissement offre la sueur
Nous avons écrit dans le texte que « l'évaporation est le dernier recours ». Calculons la puissance de ce recours.
Chaleur emportée = chaleur de vaporisation × quantité de sueur évaporée
| Chaleur emportée | unité : J (joule) |
| Chaleur de vaporisation | environ 2260 J par gramme de sueur (essentiellement de l'eau) |
| Quantité de sueur évaporée | unité : g |
Ce chiffre de 2260 J était déjà apparu dans l'article sur l'huile de friture et dans l'article sur le pain. La force qui déclenche une flambée dans la cuisine, celle qui fait gonfler le pain, et celle qui rafraîchit le corps proviennent d'un seul et même chiffre.
| Chaleur produite pendant l'exercice | on prend 600 W |
| Pour tout compenser par l'évaporation de sueur | il faut emporter 600 J chaque seconde |
| Quantité de sueur requise par seconde | 600 ÷ 2260 ≒ 0,266 g |
| Ramené à 1 heure (3600 s) | 0,266 × 3600 ≒ 957 g |
| Par heure | environ 1 litre |
Une heure d'effort intense nécessite l'évaporation d'environ 1 litre de sueur rien que pour refroidir le corps. Cela correspond globalement aux quantités de transpiration rapportées lors d'efforts physiques.
Ce qui compte, ce n'est pas « la quantité de sueur produite » mais « la quantité de sueur évaporée ». La sueur qui coule sans s'évaporer ne participe pas au refroidissement.
Quand l'humidité est élevée, seule une partie de la sueur peut s'évaporer. Estimons grossièrement cette proportion en fonction de l'humidité.
| Humidité 40 % (jour sec) | proportion évaporée : environ 90 % |
| Humidité 90 % (jour lourd) | proportion évaporée : environ 20 % |
| Jour sec : chaleur emportée | 600 × 0,90 = 540 W |
| Jour lourd : chaleur emportée | 600 × 0,20 = 120 W |
| Différence, chaleur restant dans le corps | 600 − 120 = 480 W |
Pour la même quantité de sueur produite, un jour lourd laisse 480 W de chaleur sans issue, qui s'accumulent dans le corps. C'est ce qui explique la montée continue de la température corporelle.
※ La proportion évaporée dépend aussi du vent, de la température et de l'écart avec la température de la peau. Il s'agit d'une estimation pour dégager une tendance.
Voyons ce qui se passerait si les 480 W restants du point ③ s'accumulaient tels quels dans le corps. Même raisonnement que dans l'article sur le réfrigérateur.
| Poids corporel | 60 kg |
| Capacité thermique massique du corps humain | environ 3500 J/(kg·K) (un peu inférieure à celle de l'eau) |
| Chaleur nécessaire pour monter de 1 °C | 60 × 3500 = 210 000 J |
| Chaleur accumulée en 10 min (600 s) | 480 × 600 = 288 000 J |
| Hausse de température en 10 min | 288 000 ÷ 210 000 ≒ 1,4 °C |
Le calcul donne une hausse d'environ 1,4 °C toutes les 10 minutes. Même en partant de 36,5 °C, on atteint une zone de température dangereuse en moins d'une heure.
Et si l'on y ajoute l'effet vu au point ② (accélération des réactions), la production de chaleur elle-même augmente. Ce calcul ne l'inclut pas encore : c'est une estimation prudente. En réalité, le processus peut être plus rapide.
※ En réalité, seule une partie du corps se réchauffe, une partie de l'évacuation de chaleur subsiste, etc. Ce n'est pas aussi simple. Il s'agit d'une estimation pour saisir la vitesse du cercle vicieux.
Lycée+Le coup de chaleur n'est pas la panne d'une seule réaction
Quand la température monte trop, des dysfonctionnements apparaissent simultanément à plusieurs endroits du corps. Le sang, davantage envoyé vers la peau pour le refroidissement, arrive en quantité réduite aux organes internes et au cerveau. L'eau perdue par la sueur diminue le volume sanguin lui-même, ce qui aggrave encore le problème.
Et une température élevée affecte directement le fonctionnement des protéines de l'organisme. Quand la température monte trop, la structure tridimensionnelle des enzymes et autres protéines commencerait à se dérégler, les empêchant de remplir leur rôle normal. La propriété évoquée dans l'article sur les plantes — « une enzyme ne fonctionne que dans une forme précise » — joue ici en sens inverse.
Autrement dit, les symptômes graves du coup de chaleur résultent de la déshydratation, du déficit de circulation sanguine et de l'altération des protéines, qui progressent en même temps et s'aggravent mutuellement. Il ne suffit pas de corriger un seul facteur pour tout arrêter. C'est pourquoi il est essentiel de refroidir tôt, pour stopper la progression elle-même.
UniversitéLa « température humide » : une autre façon de mesurer la chaleur
La température affichée par un thermomètre classique (température sèche) ne suffit pas à mesurer la sensation de chaleur ni le danger réel. C'est là qu'intervient la notion de température humide.
En enveloppant le réservoir d'un thermomètre d'une gaze humide, on obtient une valeur inférieure à la température de l'air, du fait du refroidissement par évaporation. Si l'humidité est faible, l'évaporation est intense et la baisse importante ; si l'humidité est élevée, la baisse est quasi nulle. La température humide représente donc la limite jusqu'où l'évaporation peut refroidir dans cet air-là.
La peau humaine étant en permanence humide, on peut considérer qu'elle se trouve dans un état proche de la température humide. Plus la température humide se rapproche de la température corporelle, moins il reste de marge de refroidissement par évaporation. Le WBGT (indice de chaleur) est construit en prenant principalement en compte cette température humide.
RechercheLa limite de « chaleur invivable » n'est pas encore fixée
- Une étude de 2010 a proposé une limite théorique : au-delà d'une température humide de 35 °C, même une personne en bonne santé ne pourrait pas survivre longtemps. Cette idée repose sur le fait que la peau, déjà humide, atteindrait alors la même température que le corps, annulant toute marge de refroidissement par évaporation.
- Or une expérience menée en 2022 sur des sujets réels a montré que la régulation thermique commence à se dérégler dès une température humide plus basse (30–33 °C environ). La limite théorique et la limite réellement supportable par le corps humain pourraient donc ne pas coïncider.
- Avec le changement climatique, l'évolution future des régions et de la fréquence où cette « chaleur invivable » serait atteinte reste incertaine. Les combinaisons humidité-température varient beaucoup selon les régions, et une simple moyenne de température ne suffit pas à l'estimer.
- La recherche se poursuit sur le poids des différences individuelles (âge, maladies préexistantes, condition physique, accoutumance à la chaleur) dans la limite supportable. La limite mesurée en laboratoire et le danger réel dans la vie quotidienne ne coïncident pas forcément exactement.
Il n'existe pas aujourd'hui de réponse unique et définitive à la question « jusqu'à quelle température et quelle humidité est-on en sécurité ? ». C'est précisément pour cela que se reposer tôt, se refroidir et appeler à l'aide, avant d'approcher la limite, restent à ce jour les mesures les plus sûres.
Liens avec les programmes scolaires (par niveau)
| Niveau | Matière / unité | Passage correspondant |
|---|---|---|
| Collège | Sciences : changements d'état et chaleur / corps humain et température | Chaleur de vaporisation, bases de la régulation thermique |
| Lycée | Physique : quantité de chaleur et capacité thermique | Chaleur emportée par l'évaporation de la sueur, calcul de la hausse de température |
| Lycée | Chimie : vitesse de réaction et température | Accélération des réactions avec la hausse de température (même logique que Q10) |
| Lycée+ | SVT : homéostasie du milieu intérieur | Redistribution du flux sanguin, altération de la structure des protéines |
| Université | Physiologie, météorologie | Température humide, construction du WBGT |
| Recherche | Physiologie environnementale (non résolu) | Température humide limite de survie, lien avec le changement climatique |
| ― | Premiers secours, prévention | Décision d'appeler les secours, zones à refroidir, apport hydrique |
- Ministère japonais de l'Environnement, « Site d'information sur la prévention du coup de chaleur » (熱中症予防情報サイト), et documents explicatifs sur l'indice de chaleur (WBGT).
- Société japonaise de médecine d'urgence et Société japonaise de médecine intensive (日本救急医学会・日本集中治療医学会), recommandations de prise en charge du coup de chaleur.
- Sherwood, S. C. & Huber, M., An adaptability limit to climate change due to heat stress, PNAS 107, 2010 (limite théorique de 35 °C en température humide).
- Vecellio, D. J. et al., Evaluating the 35°C wet-bulb temperature adaptability threshold for young, healthy subjects, J. Appl. Physiol. 132, 2022 (réévaluation par des mesures expérimentales).
- Agence de gestion des incendies et des catastrophes du ministère de l'Intérieur (総務省消防庁), données sur les transports d'urgence liés au coup de chaleur et les premiers secours.
※ La quantité de sueur, la proportion évaporée et la vitesse de hausse de la température varient fortement selon les individus et l'environnement. Cet article présente des ordres de grandeur communément cités.
※Cet article propose une vulgarisation scientifique grand public. Pour la prise en charge du coup de chaleur, suivez les consignes des services de secours, des collectivités locales et des établissements médicaux. En cas de symptômes graves, de conscience altérée ou d'incapacité à boire seul, n'hésitez pas à appeler les secours sans vous fier à votre seul jugement. Pour les personnes ayant des maladies préexistantes, les personnes âgées et les jeunes enfants, suivez également les recommandations de votre médecin traitant et des autorités locales. Les valeurs chiffrées présentées sont des ordres de grandeur destinés à faciliter la compréhension des mécanismes.