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LOW←TECH MAGAZINE

Isolation: d’abord le corps puis la maison

Les sous-vêtements thermiques modernes offrent la possibilité de baisser le thermostat beaucoup plus bas sans sacrifier le confort ou le sex-appeal.

Traduit par: Héloïse Ouvry

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Crédit photo : Woolpower.

Vous pourriez remplir une bibliothèque entière de rapports et de livres décrivant l’importance d’une bonne efficacité énergétique pour les systèmes de chauffage et de l’isolation des maisons. Cependant, rien n’a été dit ou écrit sur le potentiel d’économie d’énergie des vêtements, même s’il y a eu beaucoup de progrès dans ce domaine également. Les sous-vêtements thermiques modernes offrent la possibilité de baisser le thermostat beaucoup plus bas sans sacrifier le confort ou le sex-appeal. Les potentiels d’économies d’énergie sont énormes tandis que les coûts sont presque nuls.

Cet article explique à travers la science et les statistiques comment maintenir un bon confort thermique, et ce pour n’importe quelle température intérieure, en utilisant uniquement des vêtements.

Au cours des dernières décennies, l’isolation des maisons et l’efficacité énergétique des appareils de chauffage ont été considérablement améliorées. Ces efforts ont permis de réaliser d’importantes économies d’énergie, notamment dans la consommation de carburant. Ainsi malgré la croissance démographique, un niveau de confort plus élevé et une tendance à la construction de maisons toujours plus grandes, la consommation totale d’énergie des ménages américains pour le chauffage de leurs locaux est passée de 5,32 quadrillions Btu (~5,6 EJ) en 1993 à 4,30 quadrillions Btu (~4,5 EJ) en 2005 (source). Des tendances similaires peuvent être observées dans d’autres pays industrialisés.

Néanmoins, le chauffage des bâtiments consomme toujours une énorme quantité d’énergie, qui provient presque exclusivement des combustibles fossiles. De plus, ces chiffres ne tiennent pas compte de l’énergie dépensée pour démolir les vieux bâtiments et construire de nouvelles maisons plus éconergétiques. Une recherche (source pdf) indique que cela peut prendre de 35 à 50 ans avant que cette énergie grise ne soit récupérée. Cela signifie que si un nouveau bâtiment efficace ne dure pas aussi longtemps, il en résulte plus de consommation d’énergie et pas moins - même si cela apparaîtra autrement dans les statistiques.

On peut s’attendre à de nouvelles améliorations dans le bâtiment et les systèmes de chauffage économes en énergie, mais en dehors de l’énergie grise requise pour rendre le parc de logements plus efficace, il existe un problème supplémentaire qui empêche une réduction rapide et abrupte de la consommation d’énergie : le coût. L’isolation des maisons et les appareils de chauffage éconergétiques sont chers, ce qui signifie que de nombreuses personnes ne peuvent tout simplement pas se permettre l’investissement. Il y a aussi le problème des «primes incitatives» : le propriétaire d’une maison louée n’a aucune incitation à améliorer l’efficacité si c’est le locataire qui paie les factures de chauffage.

Température ambiante

Il existe une autre façon de réduire la consommation d’énergie pour le chauffage des locaux qui ne présente aucun de ces inconvénients : abaisser le thermostat et mettre plus de vêtements. Bien que la température ambiante ne soit presque jamais mentionnée comme facteur de consommation d’énergie, elle est un facteur décisif dans la consommation d’énergie des systèmes de chauffage - tout comme la vitesse d’une automobile est un facteur décisif dans la consommation d’énergie d’un moteur. Savoir précisément quelle quantité d’énergie peut être économisée en abaissant le thermostat dépend de la température extérieure. Dans les climats tempérés, l’abaissement du thermostat de seulement 1 ° C permet une économie d’énergie d’environ 9 à 10% (sources : 1 & 2, p20, pdf).

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À ma connaissance, personne n’a publié de rapport de recherche sur l’évolution de la température ambiante moyenne en hiver au cours de l’époque contemporaine. Aujourd’hui, l’American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) recommande une température intérieure en hiver entre 21 et 23 °C. Un rapport néerlandais (.pdf, en néerlandais) mentionne une augmentation de la température intérieure moyenne en hiver de 20 °C en 1984 à 21 °C en 1992. David MacKay, lui, mentionne une température ambiante moyenne de 13 °C au Royaume-Uni en 1970.

Si ces données fragmentaires sont loin d’être suffisantes pour prouver une hausse des températures intérieures, on peut se baser sur l’expérience de nombreuses personnes assez âgées pour se souvenir que regarder la télévision en t-shirt en hiver est un phénomène relativement récent. Il ne fait aucun doute que notre niveau de confort a progressivement augmenté grâce à de meilleurs systèmes de chauffage.

Notez que la réduction de la consommation d’énergie pour le chauffage des bâtiments grâce à l’amélioration de l’efficacité énergétique des maisons a été inférieure à 20% de 1993 à 2005. Une baisse du thermostat de 2 °C entraînerait ainsi une réduction d’énergie comparable à celle-ci. Baisser le thermostat de 22 °C à 18 °C entraînerait une économie d’énergie d’au moins 35%. Et, comme nous le verrons par la suite, des températures intérieures nettement plus basses sont parfaitement possibles sans sacrifier le confort.

Le corps comme système de chauffage

Lorsque nous discutons de chauffage, nous oublions le fait que notre propre corps est également un appareil de chauffage. La température centrale du corps humain est de 37 °C, et la majeure partie de la température de la peau est d’environ 33 °C à 34 °C. Du fait que la température de notre environnement est souvent inférieure à celle-ci, notre corps émet constamment de la chaleur dans l’atmosphère. Un faible pourcentage de cette chaleur est perdue par la respiration, mais la plus grande partie de cette perte de chaleur se produit par la peau. Pour limiter ce transfert de chaleur de la peau vers l’environnement, la plupart des mammifères (et oiseaux) sont couverts de poils (ou de plumes). Nous, humains, n’avons pas cette protection et c’est pourquoi nous avons recours aux vêtements depuis que nous avons quitté nos origines en Afrique (où il faisait assez chaud à l’extérieur pour survivre sans couches supplémentaires de vêtements).

L’isolation du corps est beaucoup plus efficace, énergétiquement parlant, que l’isolation de l’espace, dans lequel se trouve ce corps.

Les vêtements ne produisent pas de chauffage par eux-mêmes - ils empêchent seulement la chaleur corporelle de s’échapper dans l’environnement. Cela se produit en chauffant la couche d’air entre la peau et les vêtements. L’air est un mauvais conducteur de chaleur et donc un très bon isolant. C’est exactement la même technique qui est appliquée lorsque nous isolons une maison. La seule différence est que dans le cas d’un bâtiment, nous pouvons utiliser des matériaux plus rigides et volumineux car un bâtiment n’a pas à se déplacer ni à se sentir à l’aise. Naturellement, l’isolation du corps est beaucoup plus efficace, énergétiquement parlant, que l’isolation de l’espace, dans lequel se trouve ce corps. Pour isoler le corps, il suffit de chauffer une petite couche d’air, tandis qu’un système de chauffage doit chauffer tout l’air d’une pièce pour obtenir le même résultat.

Propriétés thermiques des vêtements : l'unité "clo"

Les propriétés isolantes des vêtements peuvent être exprimées en unités “clo”, où un “clo” est égal à l’isolation thermique requise pour maintenir le confort d’une personne au repos (par exemple, une loque devant sa télé) à une température de 21 °C. Le “clo”, qui dérive du mot “clothes” (“vêtements” en anglais), n’est pas une unité internationale standard (l’unité internationale standard de résistance thermique est le m²K/W, où 1 clo correspond à 0,155 m²K/W), mais elle a l’avantage d’être facile à comprendre : un “clo” équivaut à un homme vêtu d’un costume trois-pièces (chemise, pantalon, veste de costume) et de sous-vêtements légers.

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Burton, qui a défini l’unité “clo”, a écrit en 1946:

Nous avons remarqué que nous pouvions expliquer à un général ou à un amiral, sans cours de physique pour lequel ils n’avait ni le temps ni la patience, que son uniforme avait environ 1 clo d’isolation thermique, son pardessus également 1 clo, et qu’ensemble ils lui fournissaient un total de 2 clo. “

En Europe, une unité similaire a été développée appelée le “tog” (argot britannique pour les vêtements), ce qui équivaut à 0,645 clo. Les deux valeurs peuvent être comparées à la valeur R, unité de résistance thermique couramment utilisée pour les matériaux d’isolation des bâtiments, où 1 clo est égal à 0,88 R (ou inversement où 1 R est égal à 1,137 clo). Le clo est plus couramment utilisé que le tog, nous allons donc nous en tenir à l’unité américaine ici. Les valeurs de clo sont calculées au moyen d’un mannequin thermique.

Maintien du confort thermique

Le clo est une unité intéressante car elle nous permet de calculer avec précision les vêtements que nous devons porter pour nous sentir à l’aise à n’importe quelle température intérieure donnée. Selon “l’Encyclopédie de la santé et de la sécurité au travail”, la valeur de clo requise pour maintenir une sensation thermique neutre s’élève à environ 2,7 à une température intérieure de 10 °C. Lorsque la température intérieure tombe à 0 °C, l’isolation thermique requise monte à 4 clo. En règle générale, chaque changement de 0,18 clo compense un changement de 1 °C de la température de l’air (selon l’American Society of Heating, Refrigeration and Air-Conditioning Engineers - ASHREA).

Un “clo” équivaut à l’isolation thermique requise pour maintenir indéfiniment le confort thermique d’une personne au repos portant un costume standard à une température de 21 °C.

Autrement, nous pouvons calculer la valeur de clo de n’importe quel vêtement ou ensemble de vêtements donné. L’ASHREA, l’ISO et d’autres équipes de recherche ont compilé des listes qui répertorient des centaines de vêtements avec leurs valeurs correspondantes (voir sources). Par exemple, un t-shirt à manches courtes a une valeur d’environ 0,10 clo, tandis qu’un maillot de corps sans manches offre environ 0,06 clo. Les culottes ajoutent environ 0,20 clo. Une chemise à manches courtes a une valeur d’environ 0,15 à 0,25 clo, tandis qu’une chemise à manches longues offre environ 0,20 à 0,30 clo.

Les pulls à manches longues offrent de 0,20 à 0,40 clo, les pantalons de 0,25 à 0,35 clo et une jupe longue ou une robe longue de 0,22 à 0,77 clo. Les slips ajoutent une isolation thermique de 0,05 clo, tandis que les chaussettes ajoutent de 0,04 à 0,10 clo. Les sous-vêtements longs offrent de 0,20 à 0,35 clo pour la partie supérieure ainsi que la partie inférieure. Toutes ces valeurs peuvent simplement être ajoutées pour calculer la valeur totale en clo d’un ensemble de vêtements. Une autre méthode consiste à mesurer l’épaisseur d’un ensemble de vêtements : chaque couche de 2 centimètres donne une valeur d’environ 1,6 clo.

Économiser les dépenses énergétiques

À partir de ces données, il est facile de démontrer comment même de légers changements dans l’isolation grâce aux vêtements peuvent avoir un impact profond sur les frais de chauffage et la consommation d’énergie. Une personne portant un slip (0,05 clo), des chaussettes légères (0,05 clo), un t-shirt (0,10 clo), une chemise à manches longues (0,25 clo), un pull (0,30 clo) et un pantalon long (0,30 clo) est protégé par une isolation thermique totale de 1 clo, ce qui signifie que cette personne restera à l’aise à traîner devant le téléviseur à une température de 21 °C.

Cependant, sans la chemise et le pull épais, cette valeur tombe à 0,55 clo. Cela signifie que regarder la télévision avec un simple t-shirt nécessite une température ambiante de 24 °C afin de maintenir le confort thermique. Cela entraînerait une augmentation de la consommation d’énergie de 20 à 30%.

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D’un autre côté, si cette personne combine son ensemble d’origine (y compris la chemise et le pull) avec un ensemble complet de sous-vêtements longs, la valeur augmente jusqu’à 1,7 clo, ce qui permet de réduire la température ambiante à environ 17 °C et d’économiser de 30 à 40% sur les coûts de chauffage et la consommation d’énergie par rapport à la tenue d’hiver normale, et de 50 à 70% par rapport à la tenue avec seulement un t-shirt sur le haut du corps.

Combien de vêtements pouvez-vous porter?

Lorsque nous parlons de vêtements classiques, augmenter la valeur de clo d’un ensemble revient essentiellement à ajouter plus de poids lié aux vêtements. Une règle générale est que la valeur de clo est égale à 0,33 fois le poids des vêtements en kilogramme. Porter 3 kg de vêtements équivaut donc à 1 clo. La relation entre le confort thermique et le poids des vêtements explique pourquoi nous avons tendance à préférer une température ambiante plus élevée à l’ajout de vêtements.

Si nous voulons rester confortablement au chaud à une température intérieure de 0 °C (4 clo), nous devons porter 12 kg de vêtements. L’armée américaine a découvert dans les années 1960 qu’un maximum de 4 à 5 clo devaient être portées pour qu’un homme reste suffisamment mobile et habile dans ses tâches militaires. Le poids supplémentaire des vêtements limite ainsi notre liberté de mouvement, et même les larves sur leur canapé doivent se lever de temps en temps.

Une couche de sous-vêtements thermiques longs permet de baisser le thermostat d’au moins 4 °C, économisant jusqu’à 40% d’énergie de chauffage.

Mais les choses ont changé. L’armée, les agences spatiales et l’industrie des vêtements de sport ont considérablement amélioré le rapport chaleur/poids des vêtements au cours des dernières décennies. Cela a abouti à une ligne très diversifiée et à la mode de vêtements légers avec des valeurs élevées de clo. Une grande partie de ces progrès est due à l’utilisation de nouveaux matériaux synthétiques. Bien que ceux-ci aient été utilisés pour toutes sortes de vêtements (pulls, pantalons, vestes), leur importance pour une utilisation en intérieur est particulièrement pertinente dans le cas des sous-vêtements longs. Cette couche de vêtements (portée en combinaison avec ses sous-vêtements classiques) a le plus grand potentiel pour remplacer un système de chauffage.

Coefficient de pompage

Du fait qu’ils épousent parfaitement le corps, les sous-vêtements longs ont un “coefficient de pompage” optimal. Le coefficient de pompage est un autre facteur qui permet de définir l’isolation des vêtements, en plus de la valeur de clo. Il se réfère au mouvement de l’air produit par le mouvement du porteur. Même les gens paresseux se déplacent de temps en temps, et cette activité peut perturber la couche d’air isolant autour du corps, dégradant le confort thermique même temporairement.

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Les sous-vêtements longs ont un bien meilleur coefficient de pompage que les vêtements amples tels que les ponchos, les pantalons larges ou les pulls en tricot épais. Par ailleurs les sous-vêtements longs offrent plus de confort thermique même pour des valeurs de clo similaires. Cela est dû à un autre facteur appelé l’effet de cheminée : même sans mouvement du porteur, les vêtements amples créent une ventilation dans les couches d’air emprisonnées, réduisant ainsi l’isolation.

Les sous-vêtements longs ont plus d’avantages que d’autres options vestimentaires. Ils ne cachent pas la forme de votre corps et peuvent maintenir votre charme, une préoccupation autant chez les hommes que chez les femmes. Ils peuvent facilement être portés sous des vêtements normaux. Et, enfin et surtout, ils peuvent être portés en couches, améliorant encore la valeur d’isolation : plus d’air est emprisonné en utilisant plusieurs couches minces qu’avec une seule couche plus volumineuse. Selon l’US Air Force Survival Book, une couche de sous-vêtements longs (pantalon long + t-shirt à manches longues) équivaut à une valeur de clo de 0,6, tandis que deux couches de sous-vêtements longs ajoutent une valeur de clo de 1,5.

En d’autres termes, la valeur de clo fait plus que doubler en utilisant seulement deux couches. Combinez cette tenue avec un costume d’affaires typique (ou un ensemble de vêtements similaire, plus confortable), et l’isolation thermique monte à 2,5 clo, assez pour garder une personne au repos indéfiniment confortable à une température de seulement 12,7 °C - loin en dessous des températures ambiantes courantes d’aujourd’hui. Cet ensemble de vêtements pourrait entraîner une réduction de la consommation d’énergie pour le chauffage des bâtiments allant jusqu’à 80%.

Avec deux couches de sous-vêtements thermiques, la valeur d’isolation fait plus que doubler. Il est parfaitement possible de maintenir le confort thermique à des températures proches ou même inférieures à 10 °C

Malheureusement, les valeurs de des sous-vêtements thermiques modernes n’ont pas été répertoriées dans les listes pourtant bien fournies, comme c’est le cas pour les options de vêtements plus courantes. Néanmoins, des informations fragmentaires indiquent des valeurs de clo considérablement plus élevées que celles des sous-vêtements longs traditionnels. Les calculs de randonneurs amateurs bien informés (voir par exemple ici) montrent des valeurs de clo qui sont au moins le double de celles des sous-vêtements longs mentionnés par l’US Air Force (par exemple, 0,66 clo pour la partie supérieure seule).

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Cela signifierait que le même confort thermique pourrait être obtenu en utilisant une seule couche de sous-vêtements longs plus l’équivalent d’une combinaison d’hiver (2,5 clo à 12,7 °C), ou alors qu’en utilisant deux couches plus une combinaison d’hiver cela pourrait apporter le niveau de confort suffisant pour une personne au repos jusqu’à une température de 0 °C (portant 4 clo de vêtements).

Une autre indication qui permet d’apprécier le potentiel supplémentaire d’économies d’énergie des sous-vêtements longs techniques est la valeur de clo des différents matériaux. Selon le “Manuel des textiles techniques”, les rapports chaleur/poids des tissus comme le polyester et l’acrylique sont 2,5 à 8 fois supérieurs à ceux des tissus tissés et tricotés comme la laine ou le coton (matériaux utilisés traditionnellement pour les sous-vêtements longs). Les fibres rembourrées comme Thinsulate offrent un rapport chaleur/poids 13 à 17 fois supérieur à celui du coton et de la laine.

Matériaux synthétiques ou naturels?

Cela peut sembler étrange de promouvoir l’utilisation de vêtements synthétiques sur un blog comme Low-tech Magazine. Cependant, les matériaux naturels et synthétiques ont leurs avantages et leurs inconvénients, et les deux peuvent être un choix durable - même si les vêtements synthétiques sont fabriqués à partir de combustibles fossiles. Cela est particulièrement vrai lorsque les vêtements sont utilisés comme substitut d’un système de chauffage ; l’énergie économisée en abaissant le thermostat étant beaucoup plus grande que l’énergie requise pour fabriquer les vêtements. En effet, ces vêtements hautement isolants démontrent à quel point les combustibles fossiles sont précieux en tant que matériau et de ce fait comme il est insensé de simplement les brûler.

Non seulement les sous-vêtements longs synthétiques ont une meilleure isolation que les matériaux naturels mais ils durent également beaucoup plus longtemps, ils sont doux pour la peau (beaucoup de gens ne tolèrent pas la laine) et ils peuvent être très bon marché. Leurs principaux inconvénients sont leur plus grande sensibilité au feu et leur tendance à attirer la saleté. Les sous-vêtements thermiques synthétiques doivent être lavés régulièrement - un processus qui consomme de l’énergie.

Cela pose moins de problème pour une utilisation en intérieur que pour les sports de plein air, car une personne au repos ne produit pas de sueur. De plus, les vêtements synthétiques sèchent très facilement, ce qui signifie qu’il n’est pas nécessaire de les mettre au sèche-linge après le lavage. Bien sûr, les vêtements peuvent également être lavés dans une machine à laver à pédale, et l’eau chaude pourrait provenir d’une chaudière solaire, éliminant complètement l’utilisation d’énergie fossile (et vous gardant plus que suffisamment au chaud pendant la lessive).

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Cela dit, les vêtements synthétiques ne sont pas une nécessité. Même l’utilisation de sous-vêtements longs fabriqués à partir de matériaux naturels comme le coton et la laine a un potentiel d’économie d’énergie considérable. Le coton peut avoir une valeur d’isolation relativement faible, mais une couche complète de sous-vêtements en coton ajoutera toujours au moins 0,4 clo à votre confort thermique - suffisamment pour abaisser la température intérieure de 2,5 °C et économiser plus de 20% sur les factures de chauffage.

L’utilisation de laine peut plus que doubler ce potentiel à environ 1 clo pour une couche complète de sous-vêtements longs (permettant une réduction de la température intérieure de plus de 6 °C). La laine a fait son retour en tant que matériau utilisé pour les vêtements de randonnée et d’alpinisme au milieu des années 1990, date à laquelle Icebreaker s’est positionné sur le marché comme le premier fabricant à faire des sous-vêtements thermiques en laine.

Cette entreprise utilise de la laine de moutons mérinos de Nouvelle-Zélande, qui produisent certaines des laines les plus fines et les plus douces disponibles. Patagonia propose également une série de sous-vêtements en laine mérinos, et plusieurs fabricants européens (Mammut, Woolpower et Helly Hansen) mélangent la laine mérinos avec des matières synthétiques. Cela conduit à des vêtements plus durables - la laine s’usant beaucoup plus rapidement que les matériaux synthétiques.

Un avantage notable de la laine par rapport aux matériaux synthétiques (et autres matériaux naturels) est qu’elle conserve une bonne odeur pendant très longtemps. Un lavage régulier n’est pas nécessaire. Mais le plus gros inconvénient de la laine mérinos est son prix : vous ne pourrez pas trouver un ensemble complet de sous-vêtements longs pour moins de 200 euros. Mais encore une fois : cet investissement sera rapidement rentabilisé s’il vous permet d’abaisser le thermostat.

Confort thermique : plus que des vêtements et la température de l’air

Le confort thermique ne dépend pas seulement de la température de l’air et des propriétés d’isolation thermique des vêtements seuls. En fait, plus d’une douzaine d’autres facteurs - personnels et environnementaux - jouent un rôle. Cependant, les facteurs environnementaux sont beaucoup moins pertinents pour le confort thermique en intérieur que pour une utilisation extérieure. En effet, les vêtements d’intérieur n’ont pas besoin d’être coupe-vent, imperméables ou capables d’évacuer la transpiration.

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Après la température de l’air, les facteurs environnementaux influençant le confort thermique sont la température moyenne de rayonnement, l’humidité relative et le mouvement de l’air. Les deux derniers sont inclus dans la valeur de clo, qui est définie dans un environnement avec une humidité relative inférieure à 50% et une vitesse de l’air de 6 mètres par minute (air stagnant).

Le vent a une influence profonde sur l’isolation thermique des vêtements lorsque nous sommes à l’extérieur car il perturbe la couche d’air isolante entre la peau et les vêtements. À l’intérieur, le mouvement de l’air est un facteur négligeable, mais il faut néanmoins garder à l’esprit que tout courant d’air peut réduire le confort thermique d’un ensemble de vêtements.

La chaleur rayonnante est une autre influence majeure sur le confort thermique lorsque nous sommes à l’extérieur. La chaleur rayonnante du soleil peut vous faire sentir au chaud même lorsque la température de l’air est basse. À l’intérieur, l’influence de la chaleur rayonnante est bien moindre. Néanmoins, elle peut quand même avoir une influence positive sur le confort thermique intérieur car la lumière du soleil qui pénètre dans la pièce sera absorbée par les murs et les meubles puis progressivement libérée. Cela est particulièrement vrai dans les maisons passives et dans les maisons chauffées par un poêle en faïence, où la chaleur rayonnante est un facteur important de confort thermique.

Les facteurs environnementaux sont beaucoup moins pertinents pour le confort thermique en intérieur que pour une utilisation extérieure. Les vêtements d’intérieur n’ont pas besoin d’être coupe-vent, imperméables ou capables d’évacuer la transpiration.

Outre la valeur de clo et le coefficient de pompage, le troisième facteur définissant l’isolation thermique des vêtements est “l’indice de perméabilité”.

Les propriétés thermiques des vêtements se dégradent considérablement lorsqu’ils deviennent humides, que ce soit par la transpiration ou par l’humidité extérieure. Cela peut être très dangereux si vous êtes actif physiquement dans un climat extérieur froid car pendant une période de repos votre corps peut rapidement perdre de la chaleur, ce qui peut entraîner une hypothermie voire la mort. Mais bien sûr, l’indice de perméabilité n’a pas d’importance pour les personnes au repos en intérieur : elles ne transpirent pas. À l’intérieur, la pluie n’est pas un problème non plus.

Activité humaine en intérieur

Le facteur d’influence le plus important concernant le confort thermique - encore plus important que la température de l’air ou les vêtements - est l’activité humaine ou la production de chaleur corporelle (le taux métabolique). Par exemple, alors qu’il faut 12 clo pour garder une personne au repos au chaud à une température extrêmement basse de -40 °C, cela revient à seulement 4 clo lorsque cette personne marche, et à seulement 1,25 clo lorsque cette personne court à 16 km/h. C’est l’une des raisons les plus évidentes pour lesquelles nos ancêtres pouvaient supporter des températures intérieures plus basses car ils étaient plus actifs physiquement que beaucoup d’entre nous.

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D’ailleurs un des mécanismes de défense du corps contre le froid consiste à augmenter sa production de chaleur. Cela se produit d’abord par la tension musculaire et finalement par des frissons, ce qui peut augmenter jusqu’à cinq fois la production de chaleur corporelle (de 100 W au repos à environ 500 W). Le taux métabolique a également une forte influence même à des températures non extrêmes. Alors qu’une personne au repos nécessite une isolation thermique de 2,7 clo à une température intérieure de 10 °C, celle-ci est abaissée à seulement 1,7 clo lorsque cette personne est engagée dans une activité très légère (comme écrire, dessiner ou avoir une conversation animée).

Dans ce cas, la combinaison de sous-vêtements longs avec l’équivalent d’un costume d’affaires typique suffit pour nous garder au chaud. En règle générale, chaque augmentation de 30 W de la production de chaleur permet à la température de confort de baisser d’environ 1,7 °C. En revanche, lorsque vous dormez au lieu de simplement vous reposer, l’isolation thermique nécessaire double approximativement - par exemple à 2 clo à une température de 20 °C. C’est pourquoi les sacs de couchage peuvent avoir une isolation thermique de plus de 10 clo.

Des facteurs personnels autres que les vêtements ou l’activité peuvent également contribuer au confort thermique. Les hommes semblent tolérer des températures plus basses que les femmes, et les petits enfants et les personnes âgées ont besoin de températures plus élevées pour maintenir leur confort thermique. Des recherches ont montré que - même indépendamment de l’âge et du sexe - différentes personnes préfèrent des températures idéales légèrement différentes. De plus, les gens s’habituent également aux températures dominantes, ce qui entraîne des différences culturelles clairement observables. Les valeurs de clo données pour différentes températures ambiantes ne sont donc pas plus que des conseils - chacun ayant son besoin personnel.

Mains et pieds

La valeur de clo se réfère à l’ensemble de la surface du corps et comprend donc le transfert de chaleur par les parties du corps exposées (tête et mains, et dans certains cas également les bras, les jambes, les pieds ou le torse). L’isolation des vêtements et la couverture de la peau sont des déterminants importants de la perte de chaleur. Dans la vraie vie, les deux sont corrélés en ce sens que les vêtements d’hiver non seulement isolent mieux, mais couvrent également une plus grande proportion du corps que les vêtements d’été.

Le facteur le plus important influençant le confort thermique - encore plus important que la température de l’air et les vêtements - est la production de chaleur corporelle

Les mains et les pieds sont toujours les premières victimes lorsque l’inconfort thermique s’installe. Avec la tête et le cou, ils perdent plus de chaleur que les autres parties du corps. Cependant, il est important de noter que si le corps dans son ensemble est maintenu suffisamment au chaud, les mains et les pieds ne seront pas grandement affectés par des températures intérieures plus basses.

Refroidir les extrémités est encore une autre réaction de défense du corps si la température centrale baisse. Ce mécanisme thermorégulateur - appelé “vasoconstriction” - réduit le flux sanguin vers la peau, améliorant son isolation et limitant ainsi les pertes de chaleur. Cela se produit partout dans le corps, mais en raison de leur petite masse et de leur grande surface, la vasoconstriction a un plus grand effet sur les mains et les pieds.

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À des températures extrêmement froides, la vasoconstriction peut vous sauver la vie, bien qu’elle puisse vous coûter quelques doigts et orteils, ou pire. Afin de maintenir la température centrale du corps (ce qui est vital pour la survie), le corps sacrifiera d’abord les mains, les pieds et le nez, puis les membres. Parce que la vasoconstriction ne se produit que lorsque la température centrale du corps baisse, elle ne se produira pas si vous êtes habillé assez chaudement. Bien que l’isolation de votre cou et de vos pieds améliore considérablement votre confort thermique, il n’est pas nécessaire de porter des gants ou un bonnet à l’intérieur.

En fait, peu importe les parties de votre corps que vous choisissez d’isoler - l’important est de limiter la perte de chaleur totale afin que la température centrale du corps reste stable. Par exemple, si vous préférez porter un bonnet très isolant à l’intérieur, vous pouvez pratiquement oublier tout le reste et être à l’aise dans des vêtements relativement légers à basse température.

La vie sans chauffage?

Bien sûr, cet article n’est pas un plaidoyer pour se débarrasser complètement des systèmes de chauffage, bien que dans certains climats, cela soit clairement possible - ce qui permettrait d’économiser non seulement les coûts de chauffage, mais également l’installation d’un système de chauffage et d’autres investissements. Cependant, pour beaucoup d’entre nous, un système de chauffage reste une nécessité, ne serait-ce que parce que les températures chutent régulièrement en dessous du point de congélation (les conduites d’eau gèleraient et le maintien d’un confort thermique complet par les vêtements seuls deviendrait difficile). Néanmoins, les sous-vêtements thermiques pourraient entraîner une réduction importante de la consommation d’énergie en permettant d’abaisser la température intérieure moyenne de quelques degrés et de raccourcir la saison de chauffage de quelques mois.

Le potentiel d’économie d’énergie des vêtements est si important qu’il ne peut être ignoré - bien qu’en fait, c’est exactement ce qui se passe actuellement. Cela ne signifie pas que l’isolation de la maison et l’amélioration de l’efficacité des systèmes de chauffage ne doivent pas être encouragées. Les trois voies doivent être poursuivies, mais l’amélioration de l’isolation des vêtements est évidemment le moyen le moins cher, le plus simple et le plus rapide. Un dernier inconvénient est que les visiteurs ne portant pas de sous-vêtements thermiques se sentiront mal à l’aise chez vous, même si vous et votre famille vous sentez bien. Offrir aux visiteurs occasionnels une couche supplémentaire de sous-vêtements thermiques n’est malheureusement pas toujours une option.

Kris De Decker

Photos de personnes portant des sous-vêtements longs thermiques: Icebreaker. Photos de vêtements thermiques: Patagonia, Woolpower et Helly Hansen. Dernière photo: une “combinaison”, le prédécesseur des sous-vêtements thermiques. Merci à Tim Joye.

Sources

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ISO 9920 international database:Ergonomics of the thermal environment—Estimation of thermal insulation and water vapour resistance of a clothing ensemble“. (2007). Cela semble être une liste plus récente des valeurs de clo pour les vêtements courants. Je n’ai pas consulté ce document car je le trouve trop cher (>200 dollars). Si quelqu’un y a accès, les commentaires sont toujours les bienvenus.

Temperature control fabrics, 2007 edition“, Research & Markets. Ce rapport semble avoir des données plus précises sur les valeurs de clo des sous-vêtements longs modernes. Je ne l’ai pas consulté à cause du prix élevé (325 euros).

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