Simulation numérique du comportement du corps humain en état de stress thermique - Université d'Évry Access content directly
Conference Papers Year : 2023

Simulation numérique du comportement du corps humain en état de stress thermique

Abstract

Le stress thermique subi par le corps humain a toujours revêtu un fort intérêt dans un contexte professionnel, militaire ou sportif. Que ce soit la problématique du coup de chaud notamment dans le cadre du réchauffement global du climat, ou le contexte de soins médicaux, une telle évaluation des risques d'exposition à une variation de température va être dans les années à venir un sujet d'actualité pour la santé publique. Jusqu'à présent, beaucoup de travaux ont été d'ordre physiologique, basés sur l'évaluation du retentissement du stress thermique sur l'organisme (fréquence cardiaque, température profonde, …) en fonction de classes de sujets (indice de masse corporelle, âge, sexe…). Une autre approche est biophysique, dans laquelle le corps humain est considéré comme un système thermodynamique. Il s'agit dans ce cas de calculs de transferts thermiques qui permettent d'appréhender les niveaux de température dans les différentes parties du corps humain. Le problème n'est pas simple, puisqu'aux phénomènes classiques de conduction s'ajoutent la connaissance fine de la puissance métabolique dans le corps, la prise en compte des échanges de chaleur entre les artères et les tissus, les échanges au niveau pulmonaire, ou encore la prise en compte des lois de thermorégulation. Chacun de ces différents phénomènes sont peu connus et de surcroit non linéaires, comme par exemple l'apport de chaleur par le flux sanguin conditionné par les mécanismes de vasoconstriction et vasodilatation. Beaucoup de choses restent à faire dans ce domaine : l'objectif de cet article est d'aborder cette problématique biophysique par une approche numérique. Compte tenu de la complexité d'un corps complet, nous proposons d'étudier ici des portions de jambes, issus de deux individus caractérisés par un indice de masse corporelle différent. Ainsi, à partir d'images tridimensionnelles issues de scanners médicaux, un modèle discret maillé en 3D est construit pour chaque individu, et permet d'effectuer des simulations numériques de type éléments finis pour différents scénarios de cryothérapie. Il est ainsi possible de pouvoir comparer le comportement des deux individus en fonction du stress thermique subi.
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Dates and versions

hal-04514851 , version 1 (21-03-2024)

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Cite

Pierre Michaux, Benjamin Gaume, Olivier Quéméner. Simulation numérique du comportement du corps humain en état de stress thermique. Congrès de Thermique SFT 2023, May 2023, Reims, France. ⟨10.25855/SFT2023-047⟩. ⟨hal-04514851⟩
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