1 Les caractéristiques du confort thermique Bill Stumpf, Don

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Les caractéristiques du confort thermique
Bill Stumpf, Don Chadwick et Bill Dowell
Un siège doit être aéré.
Un siège de travail doit avoir un effet neutre sur les températures de surface du
corps, de sorte que le confort thermique ne dépende pas de la posture choisie.
Ce que nous savons : Les gens sont plus à l’aise lorsque les températures
ambiantes sont neutres, permettant au corps de maintenir son équilibre thermique
sans transpirer ou frissonner. Une humidité accrue à la surface de la peau peut
entraîner un sentiment d’inconfort en posture assise.
Le corps humain est conçu pour maintenir un équilibre thermique par rapport à
l’environnement extérieur, de sorte que la chaleur corporelle produite par les
activités et le métabolisme corresponde à peu près à la quantité de chaleur
corporelle diffusée dans l’air ambiant. Lorsque cet équilibre est perturbé, le
corps compense ce phénomène en bougeant afin de générer davantage de
chaleur, ou en transpirant afin de débarrasser la surface du corps d’une chaleur
excessive par évaporation.
Le confort thermique est donc relatif à la température du corps. Une étude a
montré comment les définitions que les individus donnent d’une température
confortable variaient en fonction de la température effective de leurs propres
corps (Shitzer et al. 1978). Les températures ambiantes ‘idéales’ varient d’une
personne à l’autre et dans le temps, selon les variations de température du
corps.
L’humidité est un autre aspect important du confort thermique. Une personne
assise produit habituellement une certaine quantité d’humidité à la surface de la
peau, ce qu’elle vit comme quelque chose d’inconfortable puisqu’une peau
moite induit des coefficients de friction accrus (Reed et al. 1994) qui la font
coller aux vêtements ou au revêtement du siège, empêchant ces petits
mouvements nécessaires au transfert du poids en dehors des points de
pression.
Par conséquent : Un siège confortable aura un effet neutre sur le confort
thermique en ne bloquant pas la diffusion de chaleur ou la dispersion de
vapeur d’eau générée par le corps.
Problème de Conception : Concevoir un siège de travail qui soit ‘aéré’, de façon
à ce que ses utilisateurs perçoicent les mêmes conditions thermiques en
posture assise qu’en position debout.
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Les approches conventionnelles de la question du revêtement des sièges de
bureau se sont plus attachées à des exigences de décoration qu’au confort
thermique des personnes qui passent une grande partie de leurs journées de
travail en position assise. Le dossier et l’assise d’un siège de bureau sont
habituellement tapissés d’un tissu recouvrant un capitonnage en mousse qui a
des propriétés isolantes, empêchant la perte de chaleur au niveau du corps. Une
étude des différents matériaux utilisés pour les coussins d’un fauteuil roulant a
montré une élevation significative des températures de la peau sous les cuisses
et les segments osseux déterminants de l’assise, chez des sujets tests utilisant
des sièges avec un support de mousse en caoutchouc épais de 10 cm (Fisher et
al. 1978).
Le capitonnage de mousse peut également empêcher toute évaporation au
niveau de la surface de la peau. Une étude a démontré qu’en fonction d’une
composition différente des mousses utilisées, la perméabilité des coussins du
siège variait selon les pressions appliquées (Diebschlag et al. 1988). Cela
suggère que le confort thermique pourrait varier pour différents individus
utilisant le même type de siège de travail, en fonction de l’endroit et de la
manière dont ils compriment les cousssins de mousse de l’assise et du dossier.
Dans certaines ambiances thermiques, le coût d’un conditionnement d’air accru
exigé pour contrecarrer les propriétés isolantes d’un siège tapissé peut
représenter une dépense significative. Un rapport technique publié par l’Institut
des Montagnes Rocheuses estime qu’un siège de bureau tapissé, en isolant 20
à 25% de la surface du corps, ajoute un coût de conditionnement d’air et
d’équipement utilitaire de près de 700 à 1450 F par employé (Houghten et al.
1992). En favorisant le maintien de températures neutres au niveau du corps, un
siège non isolant nécessite un moindre refroidissement de l’air et aucune
chaleur supplémentaire pour maintenir le confort thermique.
Solution de Conception : Eliminer le besoin de coussins de mousse en
utilisant unmatériel élastique et perméable au niveau de l’assise et du
dossier, ce matérielfournissant un confort par lui-même sans nécessité de
capitonnage, et permettantune conduction de la chaleur ainsi que
l’élimination de l’humidité à la surface de la peau.
Au lieu de coussins de mousse tapissés de tissus pour l’assise et le dossier, le
siège Aeron présente comme matériau de suspension une Pellicule perméable
comportant une tension dans deux directions, tendue entre les structures de
l’assise et du dossier. Le maillage aéré de la Pellicule au niveau de l’assise et du
dossier permet à l’air de circuler sur les parties du corps en contact avec le
siège, de façon comparable à la circulation d’air présente sur les parties du
corps les plus exposées en posture assise. Réalisé sur la Pellicule, le test
d’aération (D3574-91) de l’Association Américaine de Test de Matériaux a
démontré qu’il n’y avait aucune chute de pression de part et d’autre de ce
matériau lorsqu’un flux d’air était dirigé contre lui avec un débit de 28 m cube
par minute, ce qui signifie que la Pellicule est virtuellement perméable.
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Toujours dans le cadre de ce test, le fait d’utiliser une mousse même hautement
perméable restreignait de façon importante la circulation d’air (voir la figure 1).
Ajouter une ossature de siège totalement imperméable amènerait dès lors un
blocage total de l’aération.
La qualité de perméabilité de la Pellicule permet une élimination sans entrave
de la moiteur et une déperdition de chaleur sur les surfaces du corps en contact
avec l’assise et le dossier. Les tests réalisés sur les mêmes sujets assis sur un
siège Aeron, puis sur un siège de dimensions correspondantes mais capitonné
avec de la mousse, ont démontré que la température de la peau au niveau des
fesses augmentait lorsque les sujets s’asseyaient sur le siège capitonné de
mousse, mais restait pour l’essentiel inchangée sur le siège Aeron. Après 40
minutes en posture assise sur le siège Aeron, les températures présentes chez
les sujets testés restaient globalement constantes et comparables aux
températures trouvées en position debout. Après 40 minutes sur un siège en
mousse, ces mêmes sujets présentaient des températures supérieures d’environ
3°C (voir la figure 2).
Figure 2
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Prenant modèle sur la perméabilité de meubles moins classiques ou en rotin, le
siège Aeron est virtuellement ‘transparent’ pour ce qui concerne les flux d’air et
la déperdition de chaleur, agissant comme un élément conducteur plutôt que
comme un obstacle dans l’environnement thermique. Les individus travaillant
dans un bureau meublé avec de tels sièges pourraient s’habiller en fonction des
conditions ambiantes et ne pas présenter de changements de températures lors
du passage de tâches réalisées en posture assise à des tâches réalisées en
posture debout.
Bibliographie
Diebschlag et al. (1988), ‘Recommendation for ergonomic and climatic physiological
vehicle seat design’, Association des Ingénieurs Automobile, Article Technique
880055.
Fisher et al. (1978), ‘Wheelchair cushion effect on skin temperature’, Archives de
Médecine Générale et de Rééducation.
Houghten et al. (1992), ‘The state of the art : space cooling and air handling’,
rapport technique COMPETITEK, Institut des Montagnes Rocheuses.
Reed et al. (1994), ‘Survey of auto seat design recommendations for improved
comfort’, rapport technique, Institut de Recherche sur les Transports, Université du
Michigan.
Shitzer et al. (1978), ‘Human response from heat stress with relation to comfort’,
Ergonomics.
Equipe de Recherche
Spécialiste de l’ergonomie de la conception de sièges, Bill Stumpf a étudié les
aspects comportementaux et physiologiques de la posture assise au poste de travail,
et cela durant plus de 20 ans. Il a conçu le siege MSD 2 lancé par Herman Miller en
1976 et, en collaboration avec Don Chadwick, les sièges innovateurs
Equa et Aeron.
Co-concepteur pour Herman Miller de deux sièges de travail ergonomiques
révolutionnaires, Don Chadwick s’est impliqué dans l’étude et le lancement de
nouveaux matériaux et méthodes de production en matière de fabrication de sièges
de bureau. Son concept primé de siège visiteur modulaire a été lance par Herman
Miller en 1974.
En tant que responsable de programmes de recherches pour Herman Miller, Bill
Dowell a étudié l’anthropométrie et la répartition des pressions, menant des
recherches de terrain sur les composantes du confort subjectif. Il est membre de la
Commission de la Human Factors and Ergonomic Society réévaluant les standards
ANSI/HFES pour les Postes de Travail devant Ecran de Visualisation.
Herman Miller, Inc., est une société internationale s’attachant aux problèmes de
santé et sécurité en environnements de travail. Pour connaître l’emplacement du
showroom, du département vente ou du revendeur le plus proche.
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