Modifications de la thermographie infrarouge périphérique et de la dépense énergétique lors du refroidissement chez des hommes et des femmes après une activité physique soutenue en Antarctique

Pourquoi la vie dans un froid extrême nous concerne tous

Imaginez skier près de 1 000 kilomètres à travers l’Antarctique pendant plus de six semaines, par des températures pouvant chuter bien en dessous de zéro — puis rentrer chez vous pour que des scientifiques observent comment votre corps gère le froid. Cette étude a suivi neuf hommes et femmes de l’expédition INSPIRE-22 au pôle Sud pour poser une question apparemment simple mais d’une large portée : quand nous avons froid, notre organisme brûle-t-il toujours plus d’énergie pour rester chaud, ou certaines personnes sont-elles plutôt programmées pour économiser l’énergie ?

Comment nos corps combattent habituellement le froid

Les humains maintiennent une température interne presque constante grâce à un mélange de comportements (mettre une veste) et de réponses automatiques (modifier le flux sanguin et la production de chaleur). À des niveaux de froid modérés, nous pouvons augmenter notre production de chaleur sans frissonner, notamment en activant la graisse brune — un tissu spécialisé qui brûle des calories pour produire de la chaleur. En cas de froid plus intense ou prolongé, nous commençons à frissonner, utilisant l’activité musculaire comme une chaudière d’urgence. La pensée classique veut que le froid pousse la dépense énergétique à la hausse. Pourtant, des expériences antérieures impliquant de courtes expositions quotidiennes au froid ont trouvé quelque chose de troublant : chez certaines personnes, la dépense énergétique globale diminuait en réalité.

Une traversée polaire testée de retour à la maison

L’expédition INSPIRE-22 a offert une occasion rare d’étudier ce qui se passe après une exposition au froid vraiment soutenue dans le monde réel. Neuf adultes en bonne santé (six hommes et trois femmes), qui avaient skié pendant 47 jours en tirant de lourds traîneaux en Antarctique, ont été testés dans un calorimètre corporel entier spécial — une pièce hermétique qui peut mesurer précisément le nombre de calories brûlées par une personne. Chaque volontaire a été étudié à la fois avant le départ pour l’Antarctique et de nouveau environ deux semaines après son retour. Le deuxième matin dans la chambre, la température de l’air a été progressivement abaissée d’environ 22 °C à 16 °C sur deux heures pendant que les participants étaient assis tranquillement, sans frissonner, en vêtements légers. À la fin de cette période de refroidissement, puis de nouveau après une heure de réchauffement, les chercheurs ont pris des images thermiques infrarouges du devant et de l’arrière de chaque main pour voir combien la peau restait chaude.

Observer les doigts, les mains et la dépense énergétique

À partir des données du calorimètre, l’équipe a utilisé des droites de régression pour estimer comment la dépense énergétique de chaque personne avait évolué sur 100 minutes de refroidissement. Avant l’expédition, cinq personnes montraient une augmentation de la dépense énergétique avec le refroidissement, deux ne présentaient pas de changement net, et deux consommaient en fait moins d’énergie. Après le voyage en Antarctique, le schéma était étonnamment similaire : cinq ont augmenté, une n’a montré aucun changement, et trois ont diminué. Les tests statistiques n’ont révélé aucun glissement global vers une production de chaleur plus grande ou plus faible après des semaines en milieu polaire. Parallèlement, les images infrarouges ont été soigneusement analysées pour séparer les régions des doigts du reste de la main. Comme prévu, les doigts se refroidissaient généralement davantage que les zones plus larges de la main, et les mains dominantes (droites) ont présenté des réponses de température légèrement différentes des mains gauches. Mais ces différences ne dépendaient pas de la prise de mesures avant ou après l’expédition, et elles ne différaient pas de manière fiable entre hommes et femmes, bien que le nombre de femmes fût faible.

Mettre à l’épreuve l’idée « fermer les membres pour économiser de l’énergie »

Les chercheurs avaient proposé que les personnes dont la dépense énergétique diminue dans le froid pourraient économiser du carburant en réduisant le flux sanguin vers les bras et les mains, abaissant ainsi le métabolisme de ces tissus périphériques. Si tel était le cas, les participants montrant une baisse de dépense énergétique devraient aussi avoir des doigts et des mains particulièrement froids par rapport à l’air ambiant. Pour vérifier cela, l’équipe a comparé, participant par participant, la différence entre la température de la peau de la main et la température de la pièce en conditions fraîches et chaudes, en codant chaque personne par couleur selon que sa dépense énergétique avait augmenté, diminué ou été stable. Aucun schéma cohérent n’est apparu. Ceux qui conservaient l’énergie n’avaient pas des mains plus froides que les autres, et ceux dont la dépense énergétique augmentait n’avaient pas des mains nettement plus chaudes. En bref, il n’y avait aucun indice que la réduction du flux sanguin vers les extrémités explique pourquoi certaines personnes brûlent moins de calories lorsqu’elles ont froid.

Ce que cela signifie pour la vie au froid

Pour l’équipe INSPIRE-22, des semaines de travail acharné en Antarctique n’ont pas fondamentalement changé la façon dont leurs corps ont répondu à une épreuve de froid contrôlée une fois rentrés chez eux et vêtus confortablement. Certaines personnes ont effectivement montré une baisse de dépense énergétique lors d’un refroidissement léger, mais ce trait semblait être individuel plutôt que le résultat d’une adaptation polaire, et il n’était pas lié à des mains visiblement plus froides. Pour le grand public, la conclusion est que les réponses humaines au froid sont plus variées et plus subtiles que l’idée simple selon laquelle « le froid vous fait toujours brûler plus de calories ». Comprendre ces différences pourrait un jour aider à adapter les vêtements, les rythmes de travail-repos ou les soins médicaux pour les personnes qui doivent fonctionner dans des environnements hostiles — des soldats et explorateurs aux travailleurs de chambres froides.

Citation: Hattersley, J., Imray, C. & Wilson, A.J. Changes in peripheral IR thermography and energy expenditure on cooling in men and women following sustained strenuous activity in Antarctica. Sci Rep 16, 4931 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35294-y

Mots-clés: exposition au froid, dépense énergétique, thermographie infrarouge, expédition en Antarctique, thermorégulation humaine