au sommaire
Techniquement parlant, les êtres humains sont des moteurs. À ceci près qu'il est impossible de les arrêter. Même au repos, nous consommons un petit peu d'énergie pour maintenir le système en marche. Notre cœur, par exemple, consomme en continu quelques watts de puissance pour faire circuler le sang dans nos veines.
Et notre cerveau ? On s'est rendu compte qu'il consomme plus d'énergie que n'importe quel autre organe humain : jusqu'à 20 % de la consommation totale ! Deux tiers du budget énergétique du cerveaucerveau permettent aux neuronesneurones d'envoyer et de recevoir des signaux. Le dernier tiers est utilisé pour la « maintenance », c'est-à-dire l'entretien des cellules.
Pendant un effort physique, notre consommation énergétique augmente et est convertie en travail et en chaleur. Même au repos, nous chauffons en permanence. Chez un individu en bonne santé et dont la corpulence est stable, toute la ration quotidienne de nourriture finit en chaleur, ce qui correspond à une puissance d'environ 100 W. Un être humain est donc un radiateurradiateur de 100 W. Soit la puissance d'une ampoule ordinaire.
Le sport booste l'énergie
En plein effort physique, cette valeur augmente évidemment. Un être humain normal peut développer en continu 100 W de puissance, pour monter des marches ou faire du vélo par exemple. Nous parlons ici d'énergie purement mécanique. L'énergie totale utilisée par le corps est bien supérieure, car le rendement de nos muscles est loin d'être parfait. En plein effort, bien plus de 100 W sont donc libérés en chaleur.
Mais alors, comment faisons-nous pour maintenir notre corps à une température constante et confortable ? Il existe trois mécanismes pour évacuer la chaleur et refroidir le corps : la conduction thermique avec l'airair ambiant, le rayonnement et l'évaporation.
La conduction et le rayonnement sont complètement conditionnés par la différence de température entre notre corps et le monde extérieur. Ils sont gouvernés par les lois de la physique : notre corps n'a pas la possibilité de les ajuster. Heureusement, il y a aussi le mécanisme d'évaporation... que notre organisme est capable d'influencer en régulant automatiquement la quantité de sueur produite. La figure suivante indique l'évolution de plusieurs formes d'énergie et de chaleur au cours d'un exercice physique.
Dès que l'effort commence, la production totale d'énergie augmente à peu près quatre fois comme le travail effectué, ce qui s'explique par le rendement musculaire fixé ici à 25 %. La chaleur produite correspond à l'énergie totale produite moins le travail effectué. On voit que l'évaporation joue le rôle clé dans le mécanisme de thermorégulation qui permet de maintenir notre température. Elle est particulièrement efficace, l'évaporation de l’eau étant très gourmande en énergie.
