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l'organisme (rayonnement, gaz échauffés de l'expiration, sueur évaporée, etc.) et T le travail, la dépense sera :
T D 0: 125 dans le travail moteur, r T ve t D — Q' — re résistant.
La simplicité du raisonnement supposait D invariable. Mais les résultats furent autres.Hren échoua totalement dans ce premier essai. Ainsi, dans une expérience, D — 588 calories ; © —23.257 kgm. ou 54 c.; Q = 245 c. Il aurait fallu avoir :
588 — 54 — 245 (?). L’inégalité obtenue fit supposer à Hirn que l’équivalent thermodynamique était bien inférieur à 425 dans la machine humaine (1). Les rendements, calculés d’après ces résultats, ne pouvaient, en conséquence,offrir aucune garantie. Du reste, les causes d’erreur sont visibles; la mesure des gaz se faisait sur l’eau, et l'oxygène dosé était évalué en calories à raison de 5 c., 2 par gramme. Les sujets respiraient mal à travers les tubes de caoutchouc qu’ils tenaient à la bouche. « Ces deux circonstances, écrivait avec raison inv, préviendront bien des personnes contre l’exactitude de mes résultats (2). » La dépense du moteur en activité s’accusait par une valeur excessive; elle est correcte dans l’état statique (3).
Dans une revue d’ensemble de ses expériences et de ses idées sur la machine humaine, Pillustre physicien de Colmar retoucha ses chiffres d’après son registre de notes et caleula les rendements ?. Voici ses résultats :
(1) À. Hinx. Rech. sur l’Equiv, méc. de la chaleur, Colmar, 1858, ch. v.
.(2) Ibid, L. cit., p. 60, Dans la Rev. Scient. de 1887, il insiste sur cette difficulté « d'aspirer constamment par le nez et de respirer l'air par la bouche quand on marchail et que l'attention était distraite. Il n'est pas impossible que des fautes soient souvent nées de 1à » (pp. 1-15).
(3) L'auteur trouve que effectivement D — = 0,99, les sujets se
nourrissant de pommes de terre graissées, pain et légumes (l, cit., p. 683)
ro
Sujets Travail d'une heure O2consommé COR rejeté
re!
kgr. gr, gr.
19 ans | + 27-48 130,05 180,06 251,60 0,204 + 23.257 415,72 159,12 203,50 0,212 — 96.972 63,71 87,60 351 50 0,220 47 ans ( + 32.550 123,68 170,06 229 ,40 0,250 ouvrier ? = 30.275 59,86 81,90 951,60 + 0,394
T e est le quotient de T par Q + TE double inconséquence,
car, d’une part, Hirx n’admettait pas la valeur 425, d’autre
part, la dépense exprimée par l'oxygène, est bien supérieure E
Il n’y a donc rien à déduire de tous ces chiffres. Si les mesures Ccalorimétriques qui ont donné Q étaient réellement correctes, on pourrait adopter les valeurs de 9. C’est ce que fit Hecworz dont l'autorité accrédita, pour le travail de Phomme,
un rendement de FT:
En fait, Hrrn avait échoué; il avait bien exposé son but; l'événement le trahit. Cela est si vrai que Bécrarp, deux ans après (2), vérifia la restitution de chaleur lors du travail
(1) L. cit., pp. 1, 45 et 716, L'erreur systématique, provenant à coup sûr de la soupape, est d'environ 120 p.100! Je dois noter, toutefois, que M. E, Schwerer, ingénieur à Colmar, qui fut l'aide et le collaborateur de Hirn, conteste toute erreur. « Les expériences de Hirn, m'écrit-il, sont justes et remarquablement justes... » Pourtant ?... Mais que mon scepticisme n'entame pas le zèle admirable de M. Schwerer pour notre illustre Adolphe Hirn. Je l'en félicite et le remercie sincèrement des explications qu'il a bien voulu me fournir.
°(] BécLann. Archives gén. de médecine, 1861. Dans son dernier cours à la Faculté de médecine (1886), ce physiologiste enseigna que le travail se pro-
me ne
résistant, sa consommation dans le travail moteur, opérations restées obscures dans les expériences précédentes. Et ce fut Hinx qui, satisfait de cette vérification, s’efforça d’interpréter à sa lumière ses premières observations (4).
A la suite de leur ascension au Faulhorn, Frex et Viscrrcénus (2) purent calculer sur eux-mêmes un rendement de 50 0/0. |
Moins intéressantes les valeurs de » — 34 0/0 ; b' — 21 0/0 attribuées par Paul Berr aux prisonniers anglais faisant 260.000 kgm. par jour, les éléments de son calcul étaient de pures approximations ou des renseignements de seconde main (3).
La nature même de notre étude nous fait un devoir de passer soussilenceles multiplesetinstructives recherches de thermodynamique uniquement faites sur les animaux, pour arriver bien vite à M. Cuauveau. L’ère des méthodes précises et des conclusions rigoureuses commence avec lui. L’intérèl social qui s’attache à la connaissance de la machine humaine allait y trouver son meilleur aliment.
Pour M. Cuauveau, le rendement n’a de sens que si le travail et la dépense sont exactement connus et analysés. Or cette analyse lui montre :
1° Que le travail résistant coûte moins que le travail moteur, et encore moins l'effort statique d’égale durée.
Ainsi, le fait de monter et de descendre un escalier ne coûte pas deux fois autant que la descente ou que la montée; sou-
duit directement aux frais de l'énergie chimique (Tarre. Trav. et chal. muscul., 4886, p. 15).
(1) Hirx. Exposit. analyt. et exper. de la th. méc. de la chal., 1, pp. 39-40, 3e 6d., 1875. — C. R., t. LXXXIX, pp. 689 et 833, 1879.
(2) Leur étude est traduite dans Annales des Sc. nat., 1868, p- 213:
(3) P. Berr. La Machine humaine, 2 vol. 4867-68; v. t. II, p. 50). Citons enfin MM. Hanriot el Richet qui, en faisant soulever un poids et estimant la
dépense par les gaz respiratoires, trouvent un rendement moyen de + (CERF AU, DD: 18-70)
A TSRE
tenir un poids entraîne une moindre dépense que de l’élever ou de l’abaisser dans un temps égal.
2° Elle lui révéla surtout qu’en travaillant l’homme totalise dans sa dépense les frais du travail mécanique effectué, ceux de la vitesse de régime et enfin ceux qui proviennent de l'effort statique. Alors :
: D=d; Ed, LA, Quel que soit le travail, positif ou négatif, il occasionne une dépense. Le rendement sera done :
T d, “TE dy qe ds Il est aisé de voir qu’en variant la vitesse et la durée, ou la charge, tellement que T soit constant, on agira seulement sur la grandeur de d, et de d, ou enfin de d, ; on modifiera, par suite, la valeur du rendement. Dans ces conditions, la dépense est la traduction certaine de l’économie ou du gaspillage d’énergie qui a eu lieu dans la machine. M. Cuauveau l’évalue comme Hirn, suivant les idées de Lavoisier, par le volume
Di
d'oxygène absorbé en excès sur le repos. Chez des sujets à jeun, un litre d'oxygène représente # cal., 6; nous verrons plus loin pourquoi.
Un homme qui monte ou descend un escalier accuse des rendements supérieurs dans le second que dans le premier
cas.
Travail en kgm.: 535 573 61 p(moteur......: 14 0/0 15 0/0 13 0/0 p (résistant)... .: 26 34 0/0 27 0/0
Il semblerait que le travail négatif eût un rendement double de celui que donne le travail positif. C’est pure illusion. Il suffirait de ralentir le mouvement de descente pour que les deux valeurs de o tendissent vers l'égalité; on s'aperçoit, dans cette circonstance, que la vwtfesse améliore le rendement, qu’elle est un facteur économique des plus importants.
ot 2
M. Cnauveau établit, d’après une minutieuse analyse et une expérimentation délicate, que, pour effectuer un travail donné, il coûte moins de doubler, par exemple, la vitesse que de doubler la charge. Par conséquent, en réduisant les fardeaux de moitié et travaillant deux fois plus vite, l’homme fait un bon emploi de son énergie. La « volonté » qui détermine la mise en train des muscles y envoie des excitations dont le grand nombre coûte à l’organisme. Le rendement s’abaisse dès lors que les « coups de collier » deviennent fréquents (1).
Une critique, qui n’ébranle en rien la rigueur des déductions de Cnauveau, pourrait, semble-t-il, s'adresser à son mode d’expérimentation. La durée de ses observations, 8 à 10 minutes au maximum, suffisait-elle à l'établissement d’un régime normal ? La dissociation des systèmes musculaires actifs, en faisant travailler les uns sans les autres, n'est-elle pas stérile au point de vue des résultats pratiques ? L’éminent physiologiste accordera évidemment que le jeu d’un organisme entier,avecsonréglage harmonique, ne saurait être assimilé au jeu d’un muscle isolé. Le rendement de celui-ci ne renseigne nullement sur l’autre. Aussi bien, après avoir obtenu des valeurs de 75 à ÿo 0/0 dans le déplacement sur un escalier, ne trouve-t-il pour 9 que 3 à 5 0/0 tout au plus dans le travail des muscles du bras. Dans la réalité, non seulement ces conditions anormales sont d’instinct écartées, mais le travailleur adopte une vitesse de régime libre qui économise sa dépense énergétique.
LauLanié, élève de M. Caauveau, opéra sur lui-même en se plaçant dans cetle circonstance favorable (2). Au moyen de
(1) Cnauveau. C. R.,t. CXXIL, p. 116; t. CXXXII, pp. 194 et 939; t. CXXXI p. 1179; t. CXXXIX, p. 19. Les recherches RE de M. Chauveau i clairement exposées dans Travail musculaire et chaleur animale, par G. Weiss, 1909 (chez Masson). — Cf. Revue gén. des sciences de 1903, pp. 147 et suiv.
(2) LauLaniË. Traité de Physiologie, 2° édit., 1905, p. 792. — C. R. Biol., 1903 p. 880. VA