Le VÉRITABLE rendement du corps humain

[joojoa]

Bonjour à tous, Ce topic pourrait se placer dans d'autres section (bio ou chimie) mais puisqu'on parle calcul, il est sûrement plus à sa place ici

Je souhaiterai lancer un débat et connaitre l'avis d'individus qui s'y connaissent mieux que moi sur ce sujet : Quel est le rendement d'un corps humain? et plus précisément sur le périmètre d'une telle étude.

Après quelques recherches très sommaires j'ai trouvé des chiffres qui tendent à le situer entre 20 et 30%. Sauf que ça ne me convient pas En y regardant de plus près, on s'aperçoit très vite que ce rendement est calculé uniquement en fonction de la puissance motrice. Et c'est là que le bas blesse. Le but du corps humain c'est de vivre et donc je pense que toutes les dépenses énergétiques permettant son fonctionnement devraient être prises en compte ce qui n'est pas le cas dans le calcul du résultat pré-cité. Par exemple :

- le corps doit être maintenu à 35°C, cette témpérature n'est pas une perte, c'est une finalité.
- le système musculaire de se contente pas de brûler des calories, il se compose aussi de signaux électrique.
- On doit aussi prendre en compte le traitement de l'information, le fonctionnement du cerveau, la génération et le traitement de milliers de signaux venant de partout dans le corps.
- etc.

Ainsi, le véritable rendement devrait prendre en compte TOUTES les actions actives et passives de notre corps comme le fait qu'en une journée nous prenons en moyenne 23 000 respirations, de quoi pouvoir remplir 7714 ballons et également, [que] le sang circulant dans nos veines, parcourt près de 19 000 km en 24 heures.

Existe-t-il des études sérieuses sur ce véritable rendement prouvant l'efficacité de la machine biologique?

Je conçoit qu'il soit très difficile de déterminer un chiffrage exact de ce rendement car cela dépend d'une infinité de données et d'une multitude de variables propres à chacun (alimentation, activité, etc.) mais je trouve ça très rabaissant de fixer la presque magie de la vie au même niveau qu'une machine bruyante, sale et polluante (niveau efficacité énergétique j'entends)


Merci.
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[LPFR]

Bonjour.
On tombe dans un problème de choix personnel. De ce qui « utile » et de ce qui ne l’est pas.
Par exemple vous dites que maintenir le corps à 37° n’est pas une perte. Je ne pense pas qu’une pieuvre (Enteroctopus dofleini) (animal très intelligent) serait d’accord avec vous. Elle vit très bien à des températures égales à celle de l’eau qui l’entoure : 4°C.
Au revoir.

[joojoa]

C'est bien pour ça que je parle d'un corps humain et pas du corps d'un scorpion, d'un moustique ou... d'une pieuvre

Par ailleurs, je dis que cette témpérature n'est pas une perte mais je peux me tromper. Si ça se trouve, ça en est (de même qu'un moteur qui fonctionne tout le temps fini par atteindre une certaine température qui relève d'une perte d'énergie) mais puisque cette chaleur est nécessaire au fonctionnement de la machine "homme" alors on peut considérer que c'est un perte "récupérée" et ne peut alors pas être compté comme perte dans l'équation du rendement.

[Toniou]

Ca dépent d'un rendement pour quelle utilité, pour le rendement de 20 30% ca doit etre le rendement utile moteur, je trouve pas ça représentatif non plus.
Pour le rendement de transformation des calories par notre organisme de digestion je pense qu'il faudrait soit mesurer la différence entre les calorie entrantes et sortantes sous forme de déchets, soit comme toutes les pertes peuvent être considérer sous forme de chaleur dans un milieu clos faudrait enfermer un bonhomme pendant un temps assez long, le faire utiliser tout son organisme et mesurer la production de chaleur par rapport aux calories entrantes ça permettrais d’intégrer le fonctionnement du cerveau. Ca m’intéresse aussi de savoir si ces expériences ont déja été faites =).

[A voir en vidéo sur Futura]

[Gilgamesh]

C'est bien pour ça que je parle d'un corps humain et pas du corps d'un scorpion, d'un moustique ou... d'une pieuvre

A ce moment là, la raisonnement est pour ainsi dire circulaire et le rendement est de 100% vu que l'ensemble du métabolisme contribue à faire un être humain, et pas autre chose.

[myoper]

A ce moment là, la raisonnement est pour ainsi dire circulaire et le rendement est de 100% vu que l'ensemble du métabolisme contribue à faire un être humain, et pas autre chose.

Tu me l'enlève de la bouche...
Et du reste, d'ailleurs !

[EauPure]

en plus, difficile de comparer le rendement de Stephen Hawking et de Hussein Bolt
On a rarement vue un sportif de haut niveau devenir prix Nobel scientifique

[myoper]

en plus, difficile de comparer le rendement de Stephen Hawking et de Hussein Bolt

Il suffit de préciser le rendement par rapport à quoi, car sans précisions, il a déjà été expliqué qu'ils sont de 100 % tous les deux.

On a rarement vue un sportif de haut niveau devenir prix Nobel scientifique

Parce qu'il n'y a pas beaucoup de Nobel, sinon les scientifiques qui sont sportifs de haut niveau (ou inversement) ne manquent pas (mais je ne sais pas combien ou le pourcentage qu'il faudrait pour satisfaire la proposition).

[EauPure]

Un humain étant un être social, son rendement est par rapport à sa société

[myoper]

Un humain étant un être social, son rendement est par rapport à sa société

Alors en reprenant cet énoncé, les humains étant sociaux, leurs rendements par rapport à ça sont tous de 100%.

[JPL]

en plus, difficile de comparer le rendement de Stephen Hawking et de Hussein Bolt
On a rarement vue un sportif de haut niveau devenir prix Nobel scientifique

Alan Turing avait un niveau de marathonien qui aurait pu le faire sélectionner pour les jeux olympiques.

[mh34]

Je souhaiterai lancer un débat et connaitre l'avis d'individus qui s'y connaissent mieux que moi sur ce sujet : Quel est le rendement d'un corps humain? et plus précisément sur le périmètre d'une telle étude.
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je ne sais pas où vous avez pris vos sources, mais la bio-énergétique est une branche de la physiologie générale et est enseignée aux étudiants en premier cycle des études médicales ( d'accord, on s'empresse en général de l'oublier dès les examens passés...)
Sur ces liens ;
http://mon.univ-montp2.fr/claroline/...Req=U1MIYF4HPA
http://campus.cerimes.fr/nutrition/e...html/cours.pdf
http://aristote.datacenter.dsi.upmc....ly_2006-07.pdf
Vous avez tout ce qu'il faut pour répondre à votre question, si néanmoins vous la précisez ( quel rendement? Au repos? à l'effort? Quel effort? état physiologique? Sexe? Age? etat nutritionnel? bref...)

[ansset]

je ne sais pas où vous avez pris vos sources...

c'est une partie du sujet, le principal étant ce qu'on nomme "rendement" ds ce qui est affirmé.
il ne s'agit peut être que des calories dépensées dans l'activité physique/ calories ingurgités.
sachant déjà que le cerveau doit en "manger" environ 20% indépendamment de l'activité.
mais s'agit il ( autre point ) de notre rendement digestif seul ? ( % paraissant faible )
en attendant des précisions......

[Life_is_beautiful]

Bonjour,

Pour moi, le rendement se calcule pour le métabolisme, soit l'ensemble des réactions (mécaniques, chimiques...), qui s'établissent dans la cellule.

On peut voir ça du point de vue thermodynamique : la cellule/l'organisme est un système ouvert qui échange avec le milieu. Par exemple, pour la fermentation lactique (Glucose + 2 ADP + 2 Pi ---------> lactate + 2 ATP + 2 H2O), le rendement est d'environ 2%. Je l'ai calculé en utilisant cette formule de physique :
rendement=(énergie réellement convertie/énergie théoriquement disponible)
= nombre de moles d'ATP*deltaRG° d'hydrolyse d'ATP / deltaRG° d'oxydation du glucose = (2*30)/5000 = 2%
On peut calculer ce type de rendement en dosant le lactate émis, l'ATP (avec des inhibiteurs d'ATP par exemple), l'eau émise. Si on étudiait la respiration, on peut utiliser une sonde à oxygène.

Au final, je pense que notre organisme n'est pas parfait en terme de rendement (sens physique) comme le rendement de nos réactions chimiques n'est jamais de 100% ou plus et on perd pas mal d'énergie sous forme de chaleur.
Le rendement humain pourrait se résumer à l'évaluation des rendements de toutes les réactions métaboliques : ce qui me paraît difficile à calculer.

Après, on peut voir ça du point de vue de la nutrition/physiologie, je te cite " toutes les dépenses énergétiques permettant son fonctionnement". Comparer les dépenses et apports énergétiques est plutôt un bilan énergétique qu'une étude de rendement.

Pour le calcul de la dépense énergétique d'un homme, il faut déjà la décomposer en 4 composantes : métabolisme de base, activité physique, thermogenèse alimentaire, thermorégulation.

Si tu veux estimer la dépense énergétique du métabolisme de base d'un homme, tu peux utiliser :
- des équations prédictives (moins précis). Par exemple, celle Harris Benedict: Homme : BMR = 66.5 + 13.75*poids en kg + 5.003* taille en cm – 6.75* âge en années.

- la calorimétrie directe avec la chambre calorimétrique (très coûteux, mais très précis)
- la calorimétrie indirecte : fondée sur le principe que la production d’ATP (d'énergie) est couplée à la consommation d’oxygène pour l’oxydation des glucides, lipides ou protéines et la libération d’énergie que ces nutriments contiennent --> calcul du quotient respiratoire = rapport entre consommation d’O2 et la production de CO2 par exemple.

- technique de l’eau doublement marquée : un individu reçoit de l’eau marquée au Deuterium et 18O. On observe la dilution des deux marqueurs (on prélève l’urine + spectrométrie de masse). La charge marquée est constante et l’organisme ne produit pas d’eau marquée. Donc plus la dilution est rapide, plus le métabolisme est actif et produit de l’eau.

Par contre, je ne pense pas que le traitement de l'information (signal électrique) soit calculable en rendement... à moins de voir la perte du signal à cause de la résistance des axones des neurones.

Ce qui est magique chez nous, c'est que toutes ces réactions chimiques, électriques, mécaniques sont hyper contrôlées et régulées.

[Amanuensis]

On peut voir ça du point de vue thermodynamique : la cellule/l'organisme est un système ouvert qui échange avec le milieu. Par exemple, pour la fermentation lactique (Glucose + 2 ADP + 2 Pi ---------> lactate + 2 ATP + 2 H2O), le rendement est d'environ 2%. Je l'ai calculé en utilisant cette formule de physique :
rendement=(énergie réellement convertie/énergie théoriquement disponible)
= nombre de moles d'ATP*deltaRG° d'hydrolyse d'ATP / deltaRG° d'oxydation du glucose = (2*30)/5000 = 2%

Le deltaRG° d'oxydation du glucose est pour l'oxydation par O2, j'imagine, soit le deltaRG° de (glucose + 6O2 -> 6H2O + 6CO2). Mais cela n'a pas grand sens alors de l'appliquer à la fermentation.

Deux possibilités. L'une est de prendre en compte le deltaRG° d'oxydation du lactate par l'oxygène. L'autre est de prendre le deltaRG° du couple glucose/lactate.

Dans les deux cas le rendement calculé est bien meilleur, mais surtout la partie de l'énergie "perdue" est bien perdue en chaleur.

[myoper]

rendement=(énergie réellement convertie/énergie théoriquement disponible)

Oui mais les pertes de chaleurs sont utiles au maintient de la température corporelle, non ?

[Amanuensis]

Ou l'inverse...

Les pertes de chaleur étant inévitables si le métabolisme devient élevé, le métabolisme s'est modifié dans certaines lignées pour fonctionner à plus haute température que l'ambiante, ce qui a entraîné l'intérêt d'une thermorégulation...

Jamais facile dans le vivant de déterminer si une fonction est "nécessaire" ou seulement "utile".

[polo974]

En tout cas, le rendement trollesque de ce sujet est largement sur-unitaire...

[Amanuensis]

Ce genre de commentaires qui attaque on ne sait trop qui sont discourtois et d'utilité pas évidente. Utiliser l'icône en bas à gauche si grief.

[Life_is_beautiful]

Oui, au final, les pertes de chaleur sont utiles. Il y a même les cycles futiles qui exploitent ces pertes de chaleur : quand deux voies métaboliques opposées se mettent à fonctionner en même temps et qu'elles ne font que dissiper de l'énergie sous forme de chaleur (si la glycolyse et la gluconéogenèse fonctionnent en même temps, le glucose est converti en pyruvate puis est reconverti en glucose).

Il y a aussi les protéines découplantes des chaînes respiratoires UCP1 (UnCoupling Protein 1) des tissus adipeux bruns et qui régulent la chaleur corporelle.

[myoper]

En tout cas, le rendement trollesque de ce sujet est largement sur-unitaire...

J'étais au contraire en train de me dire que ce sujet, imprécis et pour cela exposé à diverses dérives, était particulièrement bien entrepris et argumenté par les divers intervenants.

[polo974]

Ok, désolé, je m'explique:
Le sujet "VÉRITABLE" était très mal défini, tout le monde l'a dit.
Le posteur initial a posté 2 fois, et nous en sommes à plus de 20 messages, d'où ma remarque amusée n'attaquant personne...

Comme souvent, donc le fil prolifère avec des apports intéressants sur des points particuliers, mais forcément plus trop en réel rapport avec le sujet initial auquel il ne pouvait être apporté de réponse.

On ne peut donc pas parler de "VÉRITABLE rendement", vu que la "fonction" du corps humain n'est pas vraiment définie et de plus à certains moments, il s'agit plus de fonction intellectuelle (non mesurable en joule) que physique (opposition un peu caricaturale, mais au points où j'en suis...).

Voilà, je me retire (pour le moment) en lecteur (intéressé)...

(parfois, je me demande si des sujets (tel celui-ci) ne sont pas lancés par des étudiants en psycho juste pour analyser le comportement des intervenants sur les forums...)

[saint.112]

Je me raccroche un peu tardivement à cette discussion.

Après quelques recherches très sommaires j'ai trouvé des chiffres qui tendent à le situer entre 20 et 30%.

Fort bien… mais trouvé où ? Sommaire est en effet le terme approprié.

En y regardant de plus près, on s'aperçoit très vite que ce rendement est calculé uniquement en fonction de la puissance motrice.

Il faut rappeler que le rendement (en sciences et en technologie) est une grandeur sans dimension, résultat de la division du travail effectué par un appareil par la quantité d'énergie qui lui a été fournie. Autrement dit, dans ce genre de rapport, les grandeurs qu'il y a en numérateur et en dénominateur doivent avoir la même dimension, laquelle est en physique et en technologie en Joules ou parfois en KW/h.
En résumé, tout cela, puisque nous parlons de sciences, doit pouvoir se mesurer, pardon du truisme.

Le but du corps humain c'est de vivre
- le corps doit être maintenu à 35°C, cette témpérature n'est pas une perte, c'est une finalité.

Tu devrais avoir assimilé que la notion de but ou de finalité n'a pas sa place en sciences et ne peut donc pas entrer en ligne de compte… ou alors quelle est l'unité de mesure d'un but ?
Par parenthèse la température de consigne du corps humain est de 37° et pas de 35.
De plus, pour la production de chaleur, laquelle est une forme dégradée de l'énergie représentant une augmentation de l'entropie, le problème du rendement ne se pose pas.
On parle de rendement par exemple pour une machine thermique (machine à vapeur, moteur à combustion interne, etc.) qui transforme la chaleur en travail mécanique (l'entropie du système augmente), pour un alternateur (dans une centrale électrique par exemple) qui transforme une énergie mécanique et énergie électrique, ou inversement pour un moteur électrique qui transforme une énergie électrique en énergie mécanique.

- le système musculaire de se contente pas de brûler des calories, il se compose aussi de signaux électrique.

Bonjour le salmigondis ! Passons sur le raccourcis de « brûler des calories ».
On peut effectivement mesurer le travail (mécanique) effectué par un muscle par rapport à l'énergie (chimique) qu'il consomme. Mais dire qu'un muscle « se compose de signaux électriques » c'est n'importe quoi à chaque terme. D'abord, les signaux qui circulent dans les nerfs ne sont pas électriques (aucun courant ne circule comme dans un système informatique), ce sont des ondes de dépolarisation dont le support est une série de réactions chimiques. Enfin, ils ne participent en rien au travail final effectué par le muscle.

- On doit aussi prendre en compte le traitement de l'information, le fonctionnement du cerveau, la génération et le traitement de milliers de signaux venant de partout dans le corps.

Un système de traitement de l'information comme le système nerveux n'effectue aucun travail au sens thermodynamique du terme, le “service rendu“ ne peut donc pas se mesurer en termes thermodynamiques, c'est à dire en Joules, et donc, alors qu'il consomme en effet une quantité significative d'énergie (en Joules), la notion rendement n'a aucun sens.

Tout cela montre que tu as besoin de revoir sérieusement tes notions élémentaires de physique et de physiologie (entre autres). Ça te permettra de poser des questions qui ont vraiment un sens.

Nico

[illusionoflogic]

Un système de traitement de l'information comme le système nerveux n'effectue aucun travail au sens thermodynamique du terme, le “service rendu“ ne peut donc pas se mesurer en termes thermodynamiques, c'est à dire en Joules, et donc, alors qu'il consomme en effet une quantité significative d'énergie (en Joules), la notion rendement n'a aucun sens.

C'est faux au moins pour les limites sportives, comme le saut à la perche, par exemple, ou l'apnée.

Tout cela montre que tu as besoin de revoir sérieusement tes notions élémentaires de physique et de physiologie (entre autres). Ça te permettra de poser des questions qui ont vraiment un sens.

En tout cas, un fait amusant, c'est que l'eau, considérée comme une cendre, d'un point de vue chimique, est ce qui nous compose en majorité (et semble plus indispensable au vivant d'une manière générale, que l'oxygène, ou la nourriture carbonée)

[EauPure]

Oui mais les pertes de chaleurs sont utiles au maintient de la température corporelle, non ?

c'est le cas optimal mais on peut avoir froid et dans ce cas dépenser de l'énergie pour se réchauffer ou à l'inverse en dépenser pour transpirer afin de se refroidir

[saint.112]

C'est faux au moins pour les limites sportives, comme le saut à la perche, par exemple, ou l'apnée.

Pas compris.

En tout cas, un fait amusant, c'est que l'eau, considérée comme une cendre, d'un point de vue chimique, est ce qui nous compose en majorité (et semble plus indispensable au vivant d'une manière générale, que l'oxygène, ou la nourriture carbonée)

Amusant peut-être mais c'est n'importe quoi. Toi aussi, tu as besoin de revoir tes notions de physique et de physiologie.

Nico

[Amanuensis]

J'étais au contraire en train de me dire que ce sujet, imprécis et pour cela exposé à diverses dérives, était particulièrement bien entrepris et argumenté par les divers intervenants.

C'était le cas. Maintenant on est passé aux discourtoisies, limite insultes (je ne vise pas polo947). Le fil est maintenant désagréable à lire.

[EauPure]

pour lier énergie mécanique et information du point de vue du rendement, c'est la néguentropie, et dans ce cas l'humain est le seul a avoir bâti une société lui permettant de l'augmenter en augmentant sa longévité il augmente son rendement "néguentropique"

[myoper]

c'est le cas optimal mais on peut avoir froid et dans ce cas dépenser de l'énergie pour se réchauffer ou à l'inverse en dépenser pour transpirer afin de se refroidir

Ça a été exposé au message 16 et "l'inverse" corrigé et complété au message 17.

[myoper]

Je rappelle que l'auteur du fil, joojoa pose une question, c'est donc qu'il compte combler une certaine méconnaissance du sujet qu'il est malvenu de lui reprocher, d'une façon ou d'une autre.