Choc thermique

Définition

Un choc thermique est un brusque coup de chaud ou coup de froid. En biologie, le choc thermique consiste en un stress physiologique induit par des changements soudains, brutaux ou rapides, de la température. L'organisme n'a pas le temps d'avoir une adaptation de la température. Il y a un manque (voire absence) d'adaptation thermique. Il peut conduire à une dilatation thermique, une hydrocution, ou au contraire, participer à une thermothérapie.

Un choc thermique casse la tasse en céramique :

Le choc thermique est le refroidissement ou le chauffage rapide d'un objet généralement à une vitesse définie de, par exemple, +10 °C/min ou via le transfert immédiat d'une chambre de température à une autre.

Explications

En physique, le choc thermique est la principale raison du rétrécissement d'un matériau. Il survient lorsque certains matériaux sont exposés à un changement soudain et rapide de température. Il provoque des contraintes structurelles et, de manière irréversible, modifie les propriétés du matériau.

En biochimie, le choc thermique est l'effet de soumettre une cellule à une température supérieure à la plage de température optimale de fonctionnement de la cellule. Le choc thermique fait référence à l'exposition cellulaire à des changements de stress rapides tels que la température, les toxines, le stress oxydatif, les métaux lourds et les infections pathogènes.

Choc thermique biochimique

Le choc thermique induit par la température, même de quelques degrés, a le potentiel de perturber le repliement des protéines. Par conséquent, les protéines peuvent se replier de manière incorrecte ou s'emmêler, ce qui peut entraîner une agrégation non spécifique.

D'autres dommages cellulaires induits par le choc thermique incluent le réarrangement du cytosquelette, les changements dans la localisation des organites, la diminution de la production d'ATP, la baisse dangereuse du pH cellulaire, la diminution de la traduction des protéines et les changements dans l'épissage de l'ARN. L'introduction du choc thermique aux cellules déclenche la réponse moléculaire, la réponse au choc thermique (HSR), qui répare les dommages causés par les facteurs de stress tels que le mauvais repliement des protéines et l'agrégation des protéines.

La réponse au choc thermique est un processus évolutif très ancien et hautement conservé qui existe chez tous les êtres vivants, jusqu'à la bactérie. Les gènes des protéines de choc thermique ont été conservés tout au long de l'évolution, bien que de nouvelles opportunités se soient ouvertes à des organismes plus sophistiqués pour faire face aux facteurs de stress environnementaux. Cependant, dans l'étude des poissons Antarctiques (Notothenioidei), il a été constaté que dans le contexte de l'adaptation évolutive, les gènes des protéines de choc thermique ont été perdus chez ces poissons.

✅ Pour les poissons, les chocs thermiques sont définis par certains biologistes comme tout changement de plus de 3 ° par heure sur l'ensemble de la masse corporelle.

Chez les poissons qui survivent à 0 °C, le choc thermique peut être induit avec des températures aussi basses que 5 °C, alors que les bactéries thermophiles qui prolifèrent à 50 °C n'expriment pas les protéines de choc thermique jusqu'à 60 °C. Le processus de choc thermique peut être fait dans un incubateur de CO₂, un incubateur d'O₂, ou un bain d'eau chaude (équivalent à un choc osmotique en eau salée avec un bain à l'eau salée pour déparasiter certains poissons).

Un choc, du point du vue physiologique, est un traumatisme lié à une violente émotion; en aquarium, certains poissons développent la maladie des points blancs à cause des chocs thermiques trop brutaux. Les chocs sont parfois en positif, avec une augmentation rapide de la température, ou à l'opposé, en négatif avec un refroidissement trop intense pouvant conduire à l'hypothermie.

⭐ En cas de variation brusque du niveau aussi osmotique, voir le choc osmotique. Il existe d'autres stress provoquant des chocs comme le choc anaphylactique, le choc septique, le choc endotoxique...

La réponse au choc thermique a été systématiquement observée pour la première fois depuis les années 1960 à la mouche Drosophila melanogaster et est devenue plus largement connue dans les années 1980.

Plus récemment, la réponse au choc thermique a été utilisée principalement dans le processus de transformation des cellules bactériennes pour les rendre artificiellement compétentes. Par un choc thermique, des pores dans la membrane cellulaire sont ouverts, à travers lesquels l'ADN peut entrer dans la cellule et éventuellement entrer dans le génome bactérien.

Choc thermique sur les matériaux

Lorsque des changements soudains de température provoquent des changements dimensionnels, certains matériaux changent souvent de structure en raison de leur nature fragile. Pourtant, certains matériaux sont très résistants. Le choc thermique fait référence aux contraintes imposées à un matériau par les changements de volume associés aux changements brusques de température (loi de thermodynamique).

Verser du café chaud dans une tasse en est un exemple classique, il s'agit d'un léger choc thermique commun à une utilisation quotidienne, presque tout type de produit en argile peut y résister (à moins que des contraintes internes déjà présentes, comme un glaçage trop compressé, il suffit d'un déclencheur pour casser la pièce). Mettre une casserole surgelée dans un four chaud est un scénario beaucoup plus stressant, tout le monde connaît l'importance d'utiliser de la céramique ou du verre spécial pour cela. Soumettre une poêle en céramique à une flamme nue est un changement de température encore plus drastique, peu de produits peuvent y résister.

La survie au stress thermique peut prendre diverses formes. Par exemple, la céramique cuite ne résiste pas aussi bien aux chocs thermiques que d'autres matériaux comme l'acier, le plastique, le bois, etc.

En rapport avec "choc thermique"

• choc osmotique

  

  Le choc osmotique consiste en une dérégulation des pressions des deux côtés d'une membrane qui ne peut mécaniquement pas résister à ce changement brutal...

• adaptation thermique

  

  L'adaptation thermique est une adaptation dans laquelle une exposition prolongée à un stimulus plus chaud que le zéro physiologique a tendance à le rendre...

• bilan thermique

  

  Un bilan thermique est un bilan des gains et des pertes de chaleur dans un système donné (par exemple une masse d'eau) pendant une période donnée.

• boucle géothermique

  

  Une boucle géothermique est un circuit d'eau en surface, eau de la ville envoyée dans le réseau de distribution de chaleur qui dessert les bâtiments.