LA CHALEUR DU TRAVAIL

Ciliaire que d’aUribuor au Mécanicien la force de traction et la vitesse de sa machine.

Le fait initial et la condition sine qua non du mouvement est, dans le corps humain aussi bien que dans toute machine thermique, la production de la chaleur. Le corps produit de la chaleur en brûlant des matériaux tirés de lui-même.

La combustion de nos tissus est pour nous une dépense nécessitée parle mouvement. Comment est employée cette dépense, et comment le muscle utilise-t-il la chaleur produite? Le problème est loin d’être résolu; mais on sait que, dans le corps comme dans la machine, il y a une corrélation intime et un rapport constant entre la quantité de chaleur dépensée et la quantité de travail effectué. Le travail musculaire est, comme le travail de tout appareil thermodynamique, soumis au principe de V équivalence mécanique de la chaleur.

Le travail, en mécanique, se mesure à l’aide d’une unité appelée kilogrammètre^ et la chaleur avec une unité appelée calorie. Le kilogrammètre est la quantité de travail nécesaire pour élever un poids d’un kilogramme à un mètre de hauteur, et la calorie est la quantité de chaleur nécessaire pour élever d’un degré la température d’un kilogramme d’eau.

Les physiciens disent que l’équivalent mécanique de la chaleur est égal à 425 kilogrammétres. Cela signifie que la quantité de chaleur nécessaire pour porter de 0“ à 1“ un kilogramme d’eau serait capable, en se transformant en travail, d’élever à un mètre de haut un poids de 425 kilogrammes.

Telle est la théorie; mais en pratique il y a toujours beaucoup de travail perdu, et les appareils les plus parfaits n’utilisent guère que neuf ou dix centièmes de la chaleur produite : le reste se perd, dans la machine qui s’échauffe. Dans le corps humain, la chaleur perdue au point de vue du travail est considérable, et, le corps absorbant celle qui n’est pas utilisée, sa température augmente pendant l’exercice musculaire.

Etant donnée la quantité énorme de chaleur perdue pendant le travail des muscles, il est étonnant au premier abord que le corps où se répand cette chaleur n’atteigne pas une température plus haute. On ne signale guère, en effet, que 1“ à 2“ de plus chez l’homme qui fait un travail violent, que chez l’homme qui se repose.

Cette égalité constante dans la température du corps humain est due à un appareil régulateur dont est pourvu l’organisme et dont voici le mécanisme.

LE TRAVAIL MUSCULAIRE

Quand le corps s’échauffe, les vaisseaux sanguins de la surface du corps se dilatent et reçoivent une grande quantité de sang venu de l’intérieur des organes. Aussi voit-on toujours, chez l’homme qui a chaud, la peau rougir et gonfler. Le sang, qui s’est porté à la peau , se refroidit très vite par rayonnement, et, comme la circulation est très active dans un corps qui travaille, le liquide qui vient de perdre sa chaleur est aussitôt remplacé par une autre ondée sanguine qui se refroidit à son tour. En quelques minutes tout le sang de l’économie vient ainsi se rafraîchir à la peau.

La surface cutanée n’a pas seulement, comme moyen de réfrigération, le rayonnement calorifique, elle a aussi la transpiration et l’évaporation cutanées. Tout le monde connaît le pouvoir réfrigérant d’un liquide qui s’évapore. Tout le monde peut constater aussi le bien-être qui suit la production de la sueur quand on travaille par une température élevée, (i).

En cas de refroidissement excessif, le mécanisme est inverse de celui que nous venons d’exposer. Les vaisseaux capillaires se resserrent sous l’influence du froid , et rétrécissent leur calibre , chassant violemment vers l’intérieur des organes la masse du liquide sanguin. Dans la profondeur des tissus, le sang, préservé du froid extérieur, peut conserver sa chaleur.

On dit ordinairement que le travail produit de la chaleur dans le corps ; c’est l’inverse qu’il faudrait dire : la chaleur est la cause et non l’effet du travail. Il faut chauffer une machine à vapeur avant de la faire fonctionner, et un temps assez long s’écoule toujours entre le moment où le feu est allumé et celui où la locomotive marche. Dans notre organisme, les choses demandent moins de temps, mais le travail n’est pas absolument instantané, et il y a toujours un intervalle appréciable entre la volition et l’exécution d’un mouvement. Ce temps est utilisé par une série d’opérations dans lesquelles les combustions, source de la chaleur vitale, doivent tenir leur place.

Il n’y a pas de contraction musculaire sans production de chaleur. Si l’on enfonce dans un muscle une aiguille reliée à un appareil thermo- électrique , et qu’on fasse contracter ce muscle, on voit l’appareil accuser aussitôt une élévation de température.

(Il La surface cutanée n’est pas la seule région de réconomie où se fait la réfrigération du sang. Ce licpiide se refroidit aussi dans les poumons et cela par deux procédés dilféreuts: 1° contact de l’air froid avec le sang par l’intermédiaire des capillaires pulmonaires ; 2» e.xlialation de la vapeur d’eau éliminée par la respiration.

A'TIU.N de la CIIALEUH

Un sail bien l’imporlaiice de la chaleur pour produire du mouvement, mais on ne sail pas comment et par quel mécanisme la chaleur agit sur le muscle pour le faire entrer en contraction. A^il-elle directement sur les libres contractiles pour les faire raccourcir mécaniquement , ainsi qu’elle le fait pour certaines substances élastiques? Quelques physiologistes ne sont pas éloignés de le croire.

« En échauffant un muscle on change sa forme et on le voit se « raccourcir en se gonflant. Ces effets disparaissent quand le « muscle est refroidi.

« La fibre musculaire n’est pas seule à posséder cette pro- « priété de transformer la chaleur en travail. Le caoutchouc, par O exemple, se comporte d’une manière analogue; on peut môme, U avec cette substance , imiter jusqu’à un certain point les phé- <( nomènes musculaires.

« Si l’on prend un morceau de fil de caoutchouc non vulcanisé, « et si, en l’étirant entre les doigts, on arrive à lui donner 10 ou lo « fois sa longueur primitive, on voit changer l’apparence de ce « 111 qui devient blanc et nacré. En môme temps le fil s’échauffe « d’une manière énergique et tend énergiquement à revenir sur « lui-même, de sorte que si on lâche une de ses extrémités, il <( revient instantanément à sa longueur première et retombe à sa « température initiale. C’est la chaleur sensible qui a disparu « pour devenir travail mécanique. En effet, si l’on plonge dans « l’eau le fil ainsi étiré, de manière à lui enlever sa chaleur, il « reste pour ainsi dire figé dans l’allongement et ne développe « aucun travail mécanique.

« Mais si on prend le fil ainsi allongé et qu’on lui rende sa cha- « leur, on le voit revenir sur lui-même avec une force considé- « rable.

« Le fil de caoutchouc ainsi refroidi, si on le charge d’un poids, « ne tend plus à le soulever; mais si on saisit le fil entre les « doigts, on le sent, à mesure qu’il s’échauffe à leur chaleur, se <1 gonfler et se raccourcir en soulevant le poids : il y a production <( de travail mécanique.

« Si l’on échauffe ainsi le fil en divers points, on crée une série « de gonflements dont chacun soulève le poids d’une certaine « quantité. Enfin, si on le chauffe dans toute son étendue , le fil « revient à ses dimensions primitives, sauf le léger allongement << que produit le poids suspendu.

De profondes analogies rapprochent ce phénomène de ceux

» <iui se passent dans le tissu musculaire. Ces analogies m’ont « paru remarquables ; il semble qu'elles ouvrent des aperçus (I nouveaux sur les origines du travail musculaire (1). »

Les expériences de laboratoire ne conduisent pas toujours à des conclusions applicables aux faits vulgaires ; cependant tout le monde a pu se rendre compte de l’influence de la température sur les mouvements du corps.

Par un froid très vif, quand on a V onglée, on ne peut se servir des muscles de la main, et si on plonge le bras pendant quelques minutes dans l’eau glacée, il en resuite une paralysie momentanée de tout le membre.

On a plus d'aptitude aux exercices de corps en été qu'en biver. Les professeurs de gymnastique, qui ne sont jamais à court d’explications, disent qu’en été le corps est plus souple. Ce n’est pas une question de souplesse qui fait que le muscle agit mieux quand il est échauffé. Pour presser entre les doigts un dynamomètre, il n’est pas nécessaire d’avoir de la souplesse ; on constate pourtant une très grande différence dans le chilîre amené par la pression, suivant que les muscles sont refroidis ou échauffés.

La chaleur produit dans les fibres musculaires un commencement de contraction, ou du moins une aptitude à entrer plus vite en action sous l’influence de la volonté. Un muscle échauffé semble avoir emmagasiné, en quelque sorte, une force latente. On a constaté que le summum de l’aptitude à se contracter se manifeste pour les muscles de l’homme vers 40®. 11 en résulte que l’homme dont les muscles se rapprochent de cette température est plus vite en possession de tous ses moyens et peut donner du premier coup toute sa force.

Un exercice du corps s’exécute avec plus de vigueur et d’aisance quand la chaleur du travail a fait monter la température des muscles. Ce fait est tellemeut connu qn’il y a des expressions vulgaires pour le caractériser. On dit d’un homme qui commence un exercice de force ou d’adresse et dont les mouvements n’ont pas encore acquis toute leur vigueur ou toute leur précision, qu il n est pas encore échauffé.

(1) Mabey, la Machine animale