Que tu sois sous la neige ou au soleil, la température au cœur de ton corps reste proche de 37 °C. Pour cela, ton organisme produit de l’énergie thermique en permanence et en échange avec son environnement. Le bilan thermique du corps humain est un bilan d’énergie, comme celui de la Terre.
Une question sur ce cours ?
ULU, le tuteur d’ULUMINE, t’aide à partir de ce cours.
Objectifs
- Expliquer l’origine de l’énergie thermique produite par le corps (respiration cellulaire)
- Connaître l’ordre de grandeur de la puissance thermique dégagée au repos
- Décrire les modes d’échange thermique avec l’environnement
- Réaliser des conversions et calculs d’énergie (J, kJ, kcal, W)
1. Une température stable
L’être humain est homéotherme : sa température centrale reste voisine de 37 °C, quelle que soit la température extérieure (dans certaines limites). Cela impose qu’à chaque instant l’énergie thermique produite soit égale à l’énergie thermique perdue.
température stable ⟺ puissance produite = puissance cédée à l’environnement
2. D’où vient l’énergie du corps ?
Les aliments apportent des molécules organiques (glucides, lipides, protéines). Dans les cellules, la respiration cellulaire les oxyde grâce au dioxygène et libère de l’énergie.
C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O + énergie
Une partie de cette énergie sert au fonctionnement des cellules (contraction musculaire, synthèses…), mais la majeure partie est finalement dissipée sous forme thermique : c’est elle qui maintient le corps à 37 °C.
| Nutriment | Énergie libérée (ordre de grandeur) |
|---|---|
| Glucides | ≈ 17 kJ/g |
| Protéines | ≈ 17 kJ/g |
| Lipides | ≈ 38 kJ/g |
3. Une puissance d’environ 100 W
Au repos, un adulte dégage une puissance thermique de l’ordre de 100 W, comparable à une ancienne ampoule à incandescence. Lors d’un effort intense, elle peut être multipliée par 10 ou plus.
E = P × Δt
Énergie dissipée en une journée au repos
- Δt = 24 × 3 600 = 86 400 s
- E = 100 × 86 400 = 8,64 × 10⁶ J ≈ 8 600 kJ
- En kilocalories : 8 640 / 4,18 ≈ 2 070 kcal
C’est l’ordre de grandeur des apports alimentaires quotidiens d’un adulte.
4. Les échanges thermiques avec l’environnement
- Conduction : transfert par contact direct (assis sur un banc froid, les mains sur une tasse chaude).
- Convection : transfert par un fluide en mouvement (air ou eau) qui emporte l’énergie ; renforcée par le vent.
- Rayonnement : le corps émet un rayonnement infrarouge et en reçoit de son environnement.
- Évaporation : l’eau de la sueur qui s’évapore absorbe beaucoup d’énergie et refroidit la peau.
Pour vaporiser 1 kg d’eau à la température de la peau, il faut environ 2,4 × 10⁶ J. C’est pourquoi la transpiration est très efficace pendant l’effort ou par temps chaud.
À retenir
- La température centrale reste voisine de 37 °C : production et pertes d’énergie thermique s’équilibrent.
- L’énergie provient de la respiration cellulaire des nutriments.
- Au repos, le corps dissipe environ 100 W, soit près de 8 600 kJ par jour.
- Pertes par conduction, convection, rayonnement et évaporation.
- E = P × Δt ; 1 kcal ≈ 4,18 kJ.
Et maintenant, à toi !
Vérifie que tu as compris avec les exercices, puis révise avec la fiche.