Thermal sensitivity has been of scientific interest for almost a century. Despite this, several research questions within this field remain unanswered, particularly regarding the specific distribution of thermal sensitivity to cold across the human body. Additionally, while exercise is known to cause a cold stimulus to be perceived as less unpleasant according to the principle of thermal alliesthesia, less has been reported on the effects of exercise on thermal sensitivity to cold. With applications mainly related to clothing insulation and design in mind, the present research project aimed to investigate thermal sensitivity to cold at whole body segments, as well as within body segments, at rest and during exercise. Additionally, a comparison of thermal sensitivity to cold between genders and between ethnic groups was also performed.

Energy efficiency in the operation of buildings is becoming increasingly important with a growing emphasis on sustainability and reducing environmental impacts of irresponsible energy usage. Improvements have been made both on the technology side of energy efficiency and on the human behavior side. However, when changing human behavior, it is critical to find energy conservation measures that will maintain comfort for occupants. This paper analyzes how this can be done by implementing a modulating temperature schedule based on the concept of alliesthesia, which states that pleasure is observed in transient states. EnergyPlus simulations were used to show that in cooling applications, this type of scheduling can produce significant energy savings. However, energy savings are not predicted for the same type of scheduling for heating applications. Thermal comfort was examined with a cooling experiment and a separate heating experiment, each lasting 45 minutes and taking place during the corresponding season. The experiments showed that modulating temperatures can cause occupants to experience more pleasure than if the temperature remained constant in a cooled space, whereas modulating temperatures had a negative impact on comfort relative to the constant temperature in the heated space. This presents evidence for an ideal opportunity for cooling applications by implementing modulating temperature schedules: an increase in thermal pleasure accompanied by a decrease in cooling energy.

Cette thèse explore le potentiel des dispositifs de l’aménagement architectural et urbain à très petite échelle afin d’améliorer le confort piétonnier dans un contexte d’inconfort thermique estival. Partant du postulat que le plaisir et la capacité d’adaptation thermique du piéton reposent sur l’expérience d’états climatiques non uniformes et transitoires, on cherche à identifier les événements climatiques court-terme qui représentent des« invites » de rafraîchissement. Pour caractériser les invites des événements climatiques du piéton, on définit d’abord une échelle « pico » et ses descripteurs.La thèse présente trois corpus d’étude d’expériences climatiques proposées dans des contextes et périodes différentes. Au sein du premier corpus, on présente et discute les expériences climatiques proposées dans les travaux théoriques et expérimentations réalisés dans la période des années 1950-70 par les auteurs de l’avant garde artistique et architecturale. Dans le deuxième corpus, on s’intéresse aux installations artistiques et architecturales contemporaines dédiées aux variations climatiques, apparues dans les deux dernières décennies,in vitro ou dans l’espace urbain. Le troisième corpus est une recherche d’identification plus précise des adaptations comportementales manifestées par les habitants lors de leur rencontre avec les dispositifs climatiques de rafraîchissement dans un contexte urbain.La ville de Madrid en période estivale est ici considérée comme laboratoire donnant à voir les usages et les stratégies réalisés par les habitants en vue de se rafraîchir. L’expression corporelle est considérée comme un indice d’appréciation et du ressenti thermique et comme premier instrument du contrôle de son propre état de confort.On discute les potentiels de l’échelle « pico » pour la conception des dispositifs de rafraîchissement et la mesure dans laquelle l’accessibilité des indices sur la présence et le fonctionnement d’une « invite » peut être mise en relation avec les modèles d'adaptations comportementales particulières. / This thesis investigates the potential of architectural and urban design schemes on a very small scale so as to improve pedestrian comfort during excessive summertime heat conditions. Starting from the premise that pedestrian’s pleasure and ability to thermally adapt are based upon experience of transient and non-uniform climate states, attempts are being made to identify short-term climate events named cold inducing"affordances". In order to enhance affordances of climate events related to the pedestrian, firstly a scale denominated "pico" and its descriptors are defined.The thesis outlines three study corpuses of climatic experiences that have been proposed in different periods of time and various contexts. The first corpus introduces and discusses climatic experiences that have been proposed in theoretical studies and experiments realized between 1950 and 1970 by the authors from the artistic and architectural avant-garde. The second corpus is focused on contemporary artistic and architectural installations dedicated to climatic variations, which showed up during the last two decades, in vitro or in urban space. The aim of the third corpus is to identify more precisely behavioral adaptations expressed by inhabitants during their encounter with selected cooling climate features in an urban context. The city of Madrid during summertime is considered as a laboratory, revealing uses and strategies of inhabitants in order to cool down. Behavioral expression is regarded as an index parameter revealing appreciation and thermal feel and as a prime instrument of control of one’s own comfort state.The potentials of the "pico" scale are discussed inregard to cold inducing design schemes along with the extent to which the accessibility of information related to existence and usability of an "affordance" can be related to specific behavioral adaptations.

Le contrôle de la prise alimentaire est un processus complexe et multifactoriel contrôlé par le système nerveux central. Elle est impliquée dans la régulation du poids corporel, la fourniture de substrats énergétiques ainsi que dans l’apport d'un grand nombre de nutriments nécessaires pour couvrir les besoins spécifiques de l'organisme. Parmi tous les facteurs impliqués dans la prise alimentaire, les sensations hédoniques jouent un rôle important dans les choix alimentaires et la limitation de l'ingestion. La partie théorique de cette thèse prend en considération les aspects physio-anatomiques du contrôle de la prise alimentaire, notamment le plaisir sensoriel et son évaluation, dans le cadre des trois phénomènes hédoniques principaux : le rassasiement conditionné (RC), l’alliesthésie alimentaire (AA) et le rassasiement sensoriel spécifique (RSS). La partie expérimentale tente d’évaluer l'impact des diverses manipulations des aliments (ajout de condiments non-caloriques ou caloriques aux aliments simples et aux mets préparés, offrir des condiments de manière successive ou simultanée, alternance des aliments dans un repas) sur les sensations hédoniques et sur la prise alimentaire à court terme. Quatre études ont été réalisées chez des sujets humains des deux genres, de poids normal et en surpoids. La première étude comprenait trois expériences avec des aliments simples suggérant que le rassasiement spécifique et la prise énergétique dépendent des propriétés sensorielles des aliments et donc de la stimulation sensorielle exercée sur les récepteurs oro-pharyngiens. Dans les conditions expérimentales présentes, l'influence du RSS s'est avérée plus importante que celle de l’AA dans la limitation de l’ingestion spécifique. Toutefois, cette limitation par le RSS a pu être repoussée par la modification des propriétés sensorielles de l’aliment consommé jusqu’au rassasiement spécifique : en parallèle avec la re-augmentation du plaisir pour la saveur, l’ingestion était repris lorsqu'un deuxième aliment de saveur distincte était offert, ou lorsque des condiments non-caloriques étaient ajoutés à l'aliment consommé. La deuxième étude reprenait les données de la première en fonction des caractéristiques anthropométriques et démographiques des sujets et mettait en évidence un contrôle hédonique de la prise alimentaire similaire chez les personnes obèses et de poids normal avec des aliments simples non assaisonnés et non transformés. Ces résultats suggèrent que l’impact de la nature et de la présentation des stimuli alimentaires sur la prise alimentaire peut être plus important que celui des traits liés aux personnes, comme le sexe, l'âge ou l'IMC. La troisième étude introduisait une diversité alimentaire soit successive soit simultanée par ajout de condiments à un repas de type « fast food », avec pour effet une augmentation du plaisir alimentaire et des quantités ingérées. La diversité successive a été plus efficace sur l'augmentation de l’ingestion que l'accès simultané aux condiments. Ces résultats laissent penser que le renouvellement de la stimulation sensorielle produirait une perturbation du rassasiement sensoriel spécifique, expliquant l'augmentation de la consommation et pouvant jouer un rôle dans l'actuelle épidémie d'obésité. La quatrième étude évaluait l'impact de différents niveaux d'alternance des aliments. Une alternance modérée dans un repas comprenant deux plats différents augmentait la prise alimentaire à court terme, probablement par suite d'une perturbation de l’habituation sensorielle à une saveur donnée, apportant une explication à l'augmentation de l’ingestion avec des repas sensoriellement variés. Des alternances multiples des aliments diminuaient en revanche la consommation, probablement par l'effet d'une surstimulation sensorielle... / The control of food intake is a complex and multifactorial process controlled by the CNS. It is implicated in the regulation of body weight and the supply of energy substrates, as well as the supply of a panoply of nutrients to cover the specific needs of the organism. Among all the factors involved, hedonic sensations play an important role in guiding food selection and limitation of intake. The theoretical section of this thesis takes into account the physio-anatomical aspects of the control of food intake, in particular sensory pleasure and its evaluation, within the framework of the three principal hedonic phenomena: Conditioned Satiety (CS), Alimentary alliesthesia (AA) and sensory-specific satiety (SSS). The experimental section evaluated the impact of various manipulations of food (adding non-caloric and caloric condiments to simple or prepared foods, offering condiments successively or simultaneously, alternating foods in a meal) on hedonic sensations and on food intake in the short term. Four studies were performed in normal-weight and overweight human subjects of both genders. The first study in three experiments in simple foods suggests that specific satiation and energy intake depend on the sensory properties of foods and thus on the sensory stimulation exerted on oropharyngeal receptors. Under the present experimental conditions, the influence of SSS turned out to be more important than that of AA in limiting specific intake. However, this limitation by SSS could be overridden by modification of the sensory properties of the food eaten to specific satiation: in parallel with the re-increase in pleasure for the flavor, food intake was resumed when a second food with distinctive flavor was offered or when non-caloric condiments were added.The second study re-examined the data of the first one according to anthropometric and demographic characteristics of the population and provided evidence for similar hedonic control of food intake in obese and normal weight persons with simple unseasoned and unprocessed foods. These results suggest that the nature and the presentation of food stimuli impacted food intake more than person-related traits like gender, age or BMI. The third study induced successive and simultaneous sensory variety by adding condiments to ‘fast food’ style meal, and increased food pleasantness and intake. Successive variety was more efficient in increasing intake than simultaneous access to condiments. These results seem to show that renewal in sensory stimulation produces disruption of sensory-specific satiety which may explain the increase of food intake and might be playing a role in the actual obesity epidemic. The fourth study investigated the impact of several levels of alternation of foods. Moderate alternation in a two-course meal increased food intake in the short term, probably by disruption of sensory tuning to a given flavor and may explain the increased intake with sensorily varied meals. Multiple alternations of foods however decreased intake, probably caused by sensory overstimulation. SSS seems to have two opposite intrinsic teleonomies: on the one hand it specifically limits intake of foods eaten, while on the other hand it promotes variety seeking. In this thesis, both functions could be manipulated through simple modifications of the sensory properties of foods or of the way they were offered. In the long term, these kinds of manipulations might compromise a body-mass index medically considered as healthy. The modification of the flavor alone was sufficient to increase pleasure and in turn food intake. The prolongation of intake of the same food when offered with two distinct flavors seems to be related to cerebral representation as two distinct foods. The question on whether sensory pleasure is a sign of usefulness of food stimuli or mere sensory stimulation of the chemical senses may ultimately depend on the nature of the food stimulus.