L`ADAPTATION AU FROID

L’ADAPTATION AU FROID
DOCUMENT DE TRAVAIL
Nancy Johnson
Brigitte Loiselle
Janvier 2006
Centre de développement pédagogique
CDP 5-6S
Adaptations au froid
janvier 2006
MISE EN SITUATION
Plusieurs chercheurs partent pour deux semaines dans les
montagnes Rocheuses canadiennes afin réaliser une étude
sur le comportement des animaux dans cette région.
Comme l’humain est aussi une espèce qui risque de réagir
au froid, votre mandat consiste à leur proposer la
meilleure protection pour affronter les conditions
climatiques qu’ils rencontreront. On parle de vent, de
température inférieure à -29 degrés Celsius ainsi que
d’humidité. Quel serait le meilleur agencement de
matériaux textiles pour assurer leur confort?
Le corps humain et le froid:
« La circulation sanguine
Le corps ne fonctionne pas à son meilleur s’il a trop chaud ou trop froid. La
température idéale du corps est de 37 degrés Celsius. Le sang qui circule
distribue la chaleur dans le corps. Lorsque la température du corps baisse, la
circulation sanguine diminue automatiquement aux extrémités, tels que les mains
et les pieds. Le corps essayera de maintenir la température des organes vitaux
(cerveau, cœur, foie, reins, etc.) à 37 degrés. Pour réchauffer les extrémités, il
faut augmenter la température de la partie centrale du corps et minimiser la
perte de chaleur. La tête, la nuque, les aisselles et l’aine sont les endroits principaux où la perte de
chaleur a lieu parce que, dans ces régions, le sang circule près de la peau. Lorsque la surface de la peau
devient froide, les vaisseaux sanguins près de la surface se contractent pour retenir le sang à un niveau
plus profond afin de maintenir la chaleur du corps et pour que le sang ne se refroidisse pas trop.
Les frissons
Les frissons sont un signe qui indique que vous avez froid. Il s’agit d’un système de défense de
l’organisme contre l’hypothermie, qui fait que de petits muscles se contractent involontairement juste
sous la peau.
La chair de poule
Celle-ci est une réaction naturelle au froid; ceci était très utile à nos ancêtres (du temps où l’être humain
était couvert de poil) qui devaient s’assurer de garder leur chaleur corporelle. La chair de poule fait lever
les poils sur le corps pour tenter d’emprisonner l’air chaud à la surface du corps, tout comme le ferait un
animal pour garder sa chaleur corporelle.
Exemple typique :
Si vous frissonnez et/ou que vous avez la chair de poule, votre corps vous indique que vous perdez trop
de chaleur et/ou que vous n’en recevez pas assez. Il est important d’évaluer la situation et de réagir en
conséquence pour être sûr que vous vous réchauffiez. Peut-être que la raison est due au fait que de la
neige est tombée sur votre nuque. Dans ce cas, pour arrêter les frissons et la chair de poule, il serait faux
de vouloir faire de l’exercice pour réchauffer l’intérieur du corps, au lieu de cela, il vaudrait mieux fermer
étroitement votre vêtement et éliminer l’espace autour du cou pour empêcher la neige de s’y infiltrer.
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Minimiser la perte de chaleur
Que vous songiez à faire une promenade dans le quartier ou à faire une semaine de camping d’hiver, il
est très important que vous compreniez et préveniez la perte de chaleur. Pour vous maintenir au chaud, il
faut que vous compreniez comment le corps peut perdre de la chaleur. Des vêtements adéquats sont la
clé de la prévention de la perte de chaleur. Bien que les vêtements ne réchauffent pas, ils retiennent la
chaleur produite par le corps et l’isolent du froid extérieur. Il existe aussi des méthodes pratiques qui
vous aideront à minimiser la perte de chaleur. »1
Les causes de la perte de chaleur
Le corps humain, pour maintenir sa température de 37 degrés Celsius, doit évacuer
la chaleur. Les principales pertes de chaleur se font par la peau. Quelles sont les
causes possibles de perte chaleur par le corps?
RADIATION :
La peau cède sa chaleur sous forme de
rayonnement.
CONDUCTION : La chaleur est transmise à un objet avec lequel on
entre en contact.
CONVECTION :
L’air se réchauffe au contact de la peau et est
remplacé par l’air froid.
ÉVAPORATION : Lorsque l’air est sec, la sueur s’évapore et la peau
se refroidit.
Classification animale selon la thermorégulation
Nous classons les animaux en deux grandes catégories selon leur méthode de
thermorégulation, soit :
Endotherme ou homéotherme : Un animal dont la température corporelle reste
constante et élevée, même si la température du milieu extérieur varie, par
exemple : l’humain, le chat, la souris.
Ectotherme ou poïkilotherme : Un animal dont la température corporelle varie en
fonction de la température de son milieu de vie, par exemple : le lézard, la
grenouille.
1
Extrait du site Internet : www.goforgreen.ca/hivert_action/
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L’industrie du textile propose divers types de tissus:
FIBRES NATURELLES
Végétale
Animale ou dérivée
Minérale
Coton
Lin
Jute
Chanvre
Sisal
Ramie
Kapok
Laine
Soie
Poil
Duvet d’oie
Duvet de canard
Amiante
FIBRES ARTIFICIELLES
Minérale
Métallique
Cellulosique
Synthétique
(plastique)
Verre
Céramique
Graphite
Aluminium
Argent
Or
Acier
Acier inoxydable
Rayonne (viscose)
Acétate
Triacétate
Nylon
Polyester
Acrylique
Polycarbonate
Spandex
…
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Ces matériaux textiles présentent différentes caractéristiques :
Questionner les élèves et définir avec eux les caractéristiques
du tableau;
HYDROPHILE :
HYDROFUGE :
ISOLANT :
COUPE-VENT :
PARE-VAPEUR :
ÉLIMINATION
PAR
CAPILLARITÉ :
EFFET CORPS
NOIR :
EFFET CORPS
BLANC :
IMPERMÉABLE :
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Ces matériaux textiles présentent différentes caractéristiques :
Questionner les élèves et définir avec eux les caractéristiques
du tableau;
HYDROPHILE :
Qui absorbe l’eau, les liquides.
HYDROFUGE :
Qui préserve de l’eau, de l’humidité.
ISOLANT :
Qui ne conduit pas l’électricité ou la chaleur.
COUPE-VENT :
Tissu qui empêche le passage de l’air.
PARE-VAPEUR :
Pellicule de matériau étanche destinée à empêcher
le passage de la vapeur d’eau.
ÉLIMINATION
PAR
CAPILLARITÉ :
EFFET CORPS
NOIR :
Action de repousser l’humidité loin du corps
EFFET CORPS
BLANC :
Réflexion de toute la lumière visible qu’il reçoit.
IMPERMÉABLE :
Qui ne laisse pas pénétrer le liquide.
Absorption de toute la lumière visible qu’il reçoit.
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C-1 Chercher des réponses ou des solutions à des problèmes
d’ordre scientifique ou technologique
Critères d’évaluation :
•
•
•
•
Représentation adéquate de la situation
Élaboration d’une démarche pertinente pour la situation
Mise en œuvre adéquate de la démarche
Élaboration de conclusions, c’explications ou de solutions pertinentes
Ton mandat :
Élaborer une démarche d’investigation afin de trouver le
meilleur agencement de matériaux textiles pour les chercheurs de l’expédition.
Ta proposition devra présenter un amalgame d’au moins trois tissus.
Tu devras identifier le problème
Tu devras formuler une hypothèse
Tu devras énumérer le matériel nécessaire pour tes expérimentations
Tu devras établir ton protocole, présenter tes résultats et les
interpréter
 Tu devras présenter ta solution sous forme d’un schéma en identifiant les
matériaux et justifier leur utilisation dans la confection du vêtement.





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PISTES DE RÉFLEXION:
En fonction des notions vues précédemment et des tissus mis à
ta disposition, quelles pourraient être les variables en cause dans
cette problématique et lesquelles te semblent les plus
pertinentes à analyser?
Que pourrais-tu utiliser pour effectuer des analyses avec les variables
que tu as choisies?
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Adaptation aux conditions hivernales
Problème à résoudre :
Hypothèse :
Matériel nécessaire:
Manipulations:
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C-3 Communiquer à l’aide des langages utilisés en science et technologie
Critères d’évaluation :
•
•
Interprétation adéquate de messages à caractère scientifique et à
caractère technologique
Respect de la terminologie, des règles et des conventions propres à la
science et à la technologie dans la production de messages
Organisation des résultats :
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Interprétation des résultats :
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C-2 Mettre à profit ses connaissances scientifiques et technologiques
Critères d’évaluation :
•
Utilisation pertinente des concepts, des lois, des modèles et des
•
•
Production d’explications ou de solutions pertinentes
Justification adéquate des explications, des solutions ou des décisions
VIVRE DANS DESthéories
CONDITIONS
: LE FROID
de la science et de laDIFFICILES
technologie
Ta solution schématisée et justifiée:
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ACTIVITÉ 2
Par quels moyens les animaux s’adaptent-ils au froid? Fais des analogies entre ces
moyens et les solutions technologiques que l’homme à inventer pour se protéger.
L’être humain a ressenti le besoin de se protéger du froid en utilisant la
technologie? Quelles conséquences environnementales ce besoin a-t-il engendrées?
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BIBLIOGRAPHIE
Volumes :
PODESTO, Martine. Tant de façons de vivre dans les conditions
difficiles, Québec Amérique, 32 p.
GONTIER, Josette. Chaud froid, Hachette Jeunesse, 2004, 27 p.
PARKER, Steve. Les matériaux, Les textiles, Gamma, École Active,
Canada, 2002, 31 p.
Sites Internet :
La nature en hiver !
http://www.univers-nature.com/dossiers/nature_hiver.html
La faculté d’adaptation
http://www.astrosurf.org/lombry/bioastro-adaptation5.htm
Vêtu comme un ours blanc
http://www.educationnature.org/programs/below_zero/activity/drspolbr.asp
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