1ère Le bilan thermique du corps humain - Sciences de la vie et de la Terre
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Bilan thermique du corps humain
Le soleil, notre
source d’énergie
1ère
Le bilan thermique du
corps humain
1ère Enseignement scientifique Lycée Camille Claudel page 1/6
Le cours
Bilan thermique du corps humain
Introduction :
L’être humain est un organisme à sang chaud. On le qualifie d’homéotherme car son corps produit de la
chaleur interne. Si la température doit rester constante, c’est notamment pour assurer un équilibre thermique,
notamment pour assurer le bon fonctionnement de ses organes vitaux. Si les variations thermiques fluctuent à
cause de l’environnement externe ou interne, alors le corps doit adapter sa température.
Photo de couverture : Elèves du lycée pris en thermographie (J. Boscq)
Problèmes : Comment le corps peut maintenir une température stable ? Comment la température peut
être adaptée avec des changements de l’environnement ?
I- Garder la température du corps constante
A- Stabilité de la température corporelle
Définitions : Homéothermie : Caractéristique des espèces animales (oiseaux,
mammifères) dont le milieu intérieur conserve une température constante, quelle que soit
la température du milieu extérieur, dans de très larges limites. (© Larousse)
Notre corps doit maintenir une température à environ 37°C (intervalle normal compris entre 36,1 et
37,9°C). Or si la thermogenèse est interne, le flux de chaleur se dissipe en permanence vers
l’extérieur, ce qui nécessite d’entretenir en permanence cette production thermique.
B- Dissipation du flux de chaleur
A l’intérieur du corps, la chaleur se transmet par conduction (contact) d’organe à organe de
l’intérieur vers l’extérieur mais surtout cela se fait également par la circulation sanguine.
La puissance thermique de notre corps est d’environ 100 W. Il dissipe son énergie vers l’extérieur plus
froid de différentes façons :
➡ Par conduction : en étant en contact avec un objet plus froid et en lui transmettant
directement la chaleur, en fonction de la surface en contact, la déperdition peut être grande.
➡ Par convection : en réchauffant l’air ambiant qui s’élève et est remplacé par de l’air froid.
➡ Par évaporation : grâce à air expiré + sudation
➡ Par rayonnement : la chaleur rayonne vers l’extérieur par infra-rouges.
Doc 1 : Dissipation de l’énergie par le corps humain.
Evaporation
29%
Convection
Rayonnement 14%
54%
Conduction
3%
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Bilan thermique du corps humain
Définitions : Puissance thermique : : Quantité de chaleur produite par le corps par unité
de temps.
C- Thermogenèse
1- L’origine énergétique
Si la température du corps se dissipe sans arrêt vers l’extérieur, c’est donc que de la chaleur est
continuellement produite intérieurement. On appelle ce mécanisme de chaleur produite la
thermogenèse.
L’énergie biologique clé est stockée sous forme d’ATP (Adénosine Tri-Phosphate). La chaleur
corporelle peut-être produite par différents mécanismes soit producteurs d’énergie (respiration
cellulaire et fermentation), soit utilisateurs d’énergie (contraction musculaire, digestion,…).
Cette énergie biologique a pour origine essentielle deux transformations moléculaires : La respiration
cellulaire et la fermentation.
Doc 2 : Thermogenèse
Rappel : équations bilans de la respiration et de la fermentation (NE PAS L’OUBLIER) :
Equation bilan de la respiration :
Mitochondrie
C6H12O6 + 6 O2 ———————> 6 CO2 + 6 H2O + Energie (ATP)
glucose dioxygène Dioxyde de carbone eau
Equation bilan de la fermentation :
Cytoplasme
C6H12O6 ———————> 2 C2H6O + 2 CO2 + Energie (ATP)
glucose Ethanol Dioxyde de carbone
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Bilan thermique du corps humain
2- L’origine alimentaire de l’énergie
La totalité de l’énergie biologique provient des apports alimentaires. On peut alors dresser un bilan
énergétique :
BILAN ENERGETIQUE =
Energie apportée par les aliments - Energie dépensée par le corps
BILAN THERMIQUE =
Quantité de chaleur produite - quantité de chaleur perdue
II- La thermorégulation et l’adaptation à l’environnement.
A- Notion de compartiment central et périphérique
On distingue au niveau du corps que les organes vitaux (cerveau, viscères, coeur…) constituent un
compartiment central dont la température doit rester constante. Ce compartiment central s’oppose au
compartiment périphérique composé par les membres et la peau.
B- Effort physique et thermorégulation
Au repos le compartiment périphérique a une température moindre que celle du compartiment central.
En cas d’activité physique, le compartiment périphérique peut générer de la température et alors
montrer une hausse significative de température. Pour éviter que le compartiment central ne
surchauffe, la chaleur va être plus dissipée vers l’extérieur. Ainsi les vaisseaux conducteurs se
dilatent (vasodilatation) au niveau de la peau et les échanges thermiques s’effectuent avec l’extérieur,
notamment grâce à la sudation.
C- Variations de l’environnement
La température externe peut varier dangereusement. Dans le cas d’une température chaude
extérieure, le corps réagira de la même façon que quand on fait une activité sportive (vasodilatation
et sudation). En cas de baisse de température excessive, le corps va rediriger la circulation sanguine
vers le compartiment central en réalisant une vasoconstriction du compartiment périphérique.
C’est ainsi que vous avez froid au doigt ou au nez. Mais les muscles peuvent aussi rentrer en
contraction pour générer de la chaleur (tremblements, claquement des dents…).
Doc 3 : Thermographies dans différentes situations
A B B A
En cas de maladie, la température interne va également varier, tout
simplement parce que certaines bactéries ne peuvent survivre au delà de
38°C, il s’agit donc d’une variation thermique liée à un mécanisme de défense
immunitaire.
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Bilan thermique du corps humain
D’après : Jboscq
Conclusion :
La température Interne doit être régulée afin que nos organes ne souffrent pas d’une hypothermie ou
hypothermie excessive. Cela signifie que les variations internes et externes sont finement controlées
afin de répondre au mieux aux situations. Elles sollicitent donc des récepteurs qui permettent de
générer des réponses adaptées (sudation, vasodilatation ou constriction, tremblements…).
Les adaptations physiologiques ne sont pas tout le temps suffisantes et des réponses
comportementales sont parfois nécessaires : hydratation, se couvrir ou se dévêtir, activité physique…
Schéma bilan
1ère Enseignement scientifique page 5/6
Fiche de révision
Bilan thermique du corps humain
Fiche de révision pour mieux réussir :
Problèmes du chapitre : Comment le corps peut maintenir une température stable ? Comment la
température peut être adaptée avec des changements de l’environnement ?
Les définitions à connaître ou les mots clés à ré-utiliser :
★ Homéothermie
★ Thermogenèse
★ Hyperthermie
★ Hypothermie
★ Bilan énergétique
★ Vasodilatation
★ Vasoconstriction
★ sudation
Les méthodes et compétences travaillées
★ Exploiter et analyser un ou plusieurs documents
★ Expliquer la température interne du corps
★ Analyser les apports alimentaires et les dépenses énergétiques
★ Analyser les situations de l’environnement et les adaptations
possibles de l’environnement.
Les calculs ou outils mathématiques à maîtriser
★ Rendements
★ Bilan énergétique
★ Ordres de grandeur
Pour mieux mémoriser ou s’entraîner:
★ L’essentiel dans votre livre P 136-138
★ Exercices se tester P 139 à 142
★ S’entraîner à analyser les documents
★ QCM : site
★ Exemple de sujet d’examen E3C
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