Principe thermodynamique Chaud/ froid

Une des hypothèses principales expliquant les effets extraordinaires des bains dérivatifs découle du second principe de la thermodynamique qui stipule que la chaleur ne circule spontanément que du corps chaud vers le corps froid.

Dans ce cas, nous avons un gradient thermique inversé (centre refroidi, périphérie plus chaude) qui crée une différence de potentiel thermique, et donc provoque un mouvement circulatoire compensatoire, parce que l’organisme cherche à rétablir l’équilibre thermique interne.

C’est parce que la chaleur va du chaud (périphérie) vers le froid (centre) que le flux se met en marche.
Dans le corps humain, la chaleur ne se déplace pas seule : elle est transportée par la circulation sanguine, qui est à la fois passive (diffusion thermique) et active (vasomotricité, régulation nerveuse).

1. Principe de base : le gradient chaud → froid crée un flux

• D’après le modèle bio-thermique de Pennes (Pennes, Journal of Applied Physiology, 1948, toujours utilisé aujourd’hui), la chaleur se propage dans le corps par conduction + convection sanguine.
• Si le centre est refroidi par exemple, par un dispositif local type “poche froide périnéale”, la chaleur des tissus périphériques (plus chauds) tend à migrer vers ce centre froid, créant un flux thermique dirigé vers l’intérieur.
• Cela provoque localement une redistribution de la perfusion sanguine: les fluides circulent pour compenser la différence de température.

2. Boucle de rétroaction circulatoire

• Quand la chaleur de la périphérie migre vers le centre, les fluides deviennent le vecteur du transfert thermique.
• Cela entraîne une stimulation de la circulation centrale, pour redistribuer cette chaleur — autrement dit, un mouvement circulatoire global de l’extérieur vers l’intérieur.
• C’est ce que montrent plusieurs travaux sur les effets du froid localisé :
  • Hausswirth & Le Meur, 2011 – Sports Medicine (refroidissement musculaire → augmentation du flux sanguin profond pendant la phase de réchauffement).
  • Bleakley et al., 2014 – Br J Sports Med (cryothérapie locale → modification des débits sanguins centraux).
  • Froese et al., 2021 – Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism (immersion froide → redistribution thermique vers le noyau).

Activation réflexe : le corps “met en route” la circulation

• Ce gradient froid-chaud active des récepteurs thermiques situés dans la peau et les tissus profonds.
• Le système nerveux autonome réagit :
  • Vasoconstriction périphérique (pour limiter les pertes de chaleur).
  • Augmentation du retour veineux profond (le sang “froid” revient plus vite vers le centre pour être réchauffé).

• Ces réactions sont bien documentées dans la littérature de cryothérapie et thermorégulation cutanée :
  • Charkoudian, 2003 – Mayo Clinic Proceedings
  • Romanovsky, 2014 – Temperature (Austin)
  • Krause et al., 2023 – Journal of Thermal Biology

Conséquence énergétique : “mouvement circulatoire réparateur”

• Ce flux du chaud vers le froid n’est pas seulement thermique, il est physiologique :
  → Le froid augmente la viscosité sanguine localement, puis
  → Le réchauffement central stimule la micro-circulation de compensation.
• Autrement dit, le froid central provoque un mouvement réparateur circulatoire, car l’organisme active tout ce qui peut rétablir son gradient thermique normal (centre chaud, périphérie plus fraîche).

Études modernes qui l’observent directement

• “Human physiological responses to local cold application”, European Journal of Applied Physiology, 2020.
  → Refroidir localement des zones centrales (par exemple, tronc ou aine) provoque un flux sanguin accru dans les veines profondes.
• “Heat transfer and cardiovascular adjustments during cold water immersion”, Journal of Thermal Biology, 2021.
  → Mesure d’un flux net de chaleur et de sang vers le noyau central lors d’un refroidissement partiel.
• “Bioheat and thermoregulatory responses to central vs peripheral cooling”, Physiological Reports, 2022.
  → Le refroidissement du noyau active davantage la circulation interne que le refroidissement périphérique.