Catégories
Air Libre Projets

Refroidissement éolien

Après le Heat-Index et l’Humidex, qui permettent de mesurer l’influence de l’humidité sur la façon dont nous supportons les fortes températures, je vous propose aujourd’hui de nous intéresser au refroidissement éolien — appelé wind chill chez nos amis outre-Atlantique.

Le refroidissement éolien

wind-chill-calculatorLe refroidissement éolien est un indice qui permet de mettre en évidence l’abaissement de la température localement à la surface de la peau (pour mammifère, à sang chaud, donc), sous l’effet du vent lors de faibles températures. En effet, en l’absence de vent, il n’y a que la convection naturelle qui élimine l’air réchauffé localement par la surface de la peau. Cela n’est plus le cas lorsque le vent souffle : une partie non négligeable de cet air chaud est éliminée par l’effet du vent, et la sensation de température froide qui en résulte peut vite s’aggraver.
Cet indice a un intérêt quand on considère le vent absolu — lorsqu’on se place du point de vue de l’observation météorologique, donc — mais aussi lorsque l’on considère le vent relatif : un cycliste qui roule à 30km/h quand il n’y a pas de vent, subi un vent relatif de 30km/h et le refroidissement éolien s’applique donc pleinement dès que la température atmosphérique devient faible* !

Initialement développé au début des années 40 par Paul Siple, un scientifique américain ayant participé à de nombreuses expéditions en Antarctique, le calcul de ce refroidissement éolien a été amélioré au début des années 2000 par des médecins canadiens et américains et il se présente désormais sous les formules suivantes :
[c5ab_tabs title= » » type= »accordion » ][c5ab_tab icon= »fa fa-superscript » post= » » title= »Calcul du refroidissement éolien » ]wind-chill-formula
où Rc est le refroidissement éolien, Vkm/h est la vitesse du vent en km/h et Tc, la température atmosphérique en °C.
La première formule est valable pour Vkm/h >4,8km/h et la deuxième pour Vkm/h < 4,8km/h
[/c5ab_tab][/c5ab_tabs]

Il est à noter que le calcul de cet indice ne tient pas compte de l’effet de la pression atmosphérique sur la capacité calorifique de l’air et sur la pression de vapeur ambiante ni de l’hygrométrie de l’air qui ont une influence directe sur la transpiration et donc sur la régulation de la température corporelle, ni de l’effet de l’humidité qui modifie la résistance thermique de la peau, ni de la radiance solaire.
Il s’agit de plus d’un indice déterminé par une projection statistique, qui ne tient pas compte de facteurs spécifiques de l’individu tels que la corpulence, le film lipidique de la peau (naturel ou apporté par des produits cosmétiques), l’alimentation, etc.

Seuils de dangerosité

Comme pour le Heat-Index ou l’Humidex, vous trouverez sur Internet quantité de tableaux indiquant les niveaux de danger liés aux valeurs de ce refroidissement éolien. J’en reproduis un ici pour vous faire votre propre idée :

win-chill-chart

Live Weather Station pour Netatmo

La nouvelle version — 1.2.x — de ce plugin pour WordPress permettant d’afficher les données des stations Netatmo sur votre site web, calcule désormais le refroidissement éolien…

 

(*) : on considère généralement que l’effet du refroidissement éolien n’a de sens que pour des températures inférieures à 10°C. Cela s’explique en partie par le fait que, au-dessus de cette température, d’autres phénomènes (tels que la transpiration) ne sont plus des facteurs négligeables.

Thermomètre Heat-Index CC:BY-SA conant
Formules CC:BY-SA. Source : Article Refroidissement éolien.

Catégories
Air Libre Projets

Heat-Index et Humidex

heat-indexChacun, selon son système de thermorégulation, son métabolisme, sa corpulence, etc. « ressent » les hautes températures de manière différente que son prochain. Nous ne sommes pas tous égaux — dans ce domaine comme dans bien d’autres — et on pourrait presque dire qu’il y a autant de « ressentis » de la chaleur que d’êtres humains…
Il y a néanmoins un facteur d’aggravation de la sensation désagréable liée aux fortes températures que tous les humains partagent : l’humidité ! En effet, à une même température, plus le taux d’humidité est fort, moins notre corps va supporter cette température, et plus il va nous envoyer de messages pour nous signaler son inconfort — et le stress réel que subit l’organisme.

Cela fait maintenant une quarantaine d’années que les météorologues publient des indices permettant de mesurer — et prévoir — l’effet de ces fortes températures sur nos organismes. Souvent interprétés comme des « températures ressenties* », les deux principaux indicateurs standards que sont le Heat-Index et l’Humidex ne sont en fait que des indices qui sont là pour nous aider à anticiper l’action conjuguée des fortes températures et de l’humidité.

Le Heat-Index ou indice de chaleur

Cet indice de chaleur, initialement imaginé par un présentateur météo d’une chaine de télévision américaine de la fin des années 70, puis repris et développé par le National Weather Service, représente l’effet de l’humidité sur un organisme soumis à de fortes chaleurs.

Nous le savons tous, l’effet de la transpiration, par effet d’évaporation, est de provoquer un refroidissement surfacique de la peau. Et évidemment, lorsque l’humidité augmente l’évaporation de la transpiration se fait moins bien, le refroidissement engendré devenant plus faible par voie de conséquence. Le Heat-Index sert à représenter ce phénomène : plus l’humidité est grande (à forte température constante), plus la sensation subjective d’inconfort liée à la température est grande. Il se calcule relativement simplement à partir de l’humidité relative et de la température atmosphérique.
[c5ab_tabs title= » » type= »accordion » ][c5ab_tab icon= »fa fa-superscript » post= » » title= »Calcul du Heat-Index » ]calcul-heat-index
où HI est l’indice de chaleur en °F, R l’humidité relative notée de 0 à 100 et T, la température atmosphérique en °F.
[/c5ab_tab][/c5ab_tabs]

Cet indice de chaleur est principalement utilisé aux États-Unis et basé sur des valeurs exprimées dans le système impérial, mais rien n’interdit d’effectuer une conversion vers le système métrique après calcul pour avoir des valeurs d’indices proches des températures exprimées en °C…

L’Humidex ou indice humidité

L’Humidex est aussi un indice qui permet d’indiquer l’effet de l’humidité sur l’organisme soumis à de fortes chaleurs. Développé par deux ingénieurs du Service Météorologique du Canada dans les mêmes années que le Heat-Index, cet indice se distingue désormais par son mode de calcul qui repose sur l’utilisation du point de rosée, plutôt que par l’humidité relative.

Son mode de calcul est, lui aussi, plutôt simple :

[c5ab_tabs title= » » type= »accordion » ][c5ab_tab icon= »fa fa-superscript » post= » » title= »Calcul de l’Humidex » ]calcul-humidex
où Td est le point de rosée exprimé en °C et Tair, la température atmosphérique en °C.
[/c5ab_tab][/c5ab_tabs]

L’Humidex est principalement utilisé au Canada.

Seuils d’alerte et de dangerosité

Vous trouverez sur Internet toutes sortes de tableaux indiquant les seuils d’alerte et de dangerosité que permettent de définir ces indices. J’en reproduis un ici, émis par la National Oceanic and Atmospheric Administration, concernant le Heat-Index. Vous êtes libre d’en faire l’interprétation que vous souhaitez. Pour ma part je reste plutôt sceptique face à ce genre de tableau oubliant des éléments importants comme le niveau d’hydratation et l’exposition au soleil…

heat-index

Live Weather Station pour Netatmo

Ce plugin qui permet de connecter votre station Netatmo à votre site sous WordPress, et développé par votre serviteur, calcule et affiche le Heat-Index et l’Humidex depuis la version 1.1.x…

 

(*) : le Heat-Index et le Humidex ne sont pas des températures ressenties. Ce sont des indices — des valeurs sans unités — qui sont proches des valeurs des températures usuelles, ce qui est la raison de cette confusion. Il en va de même pour le refroidissement éolien (wind chill effect) qui, comme son nom l’indique, représente la diminution de température engendrée par l’effet du vent dans des températures inférieures à 10°C. Cela fera d’ailleurs l’objet d’un prochain article…

Illustration couverture CC:BY High Contrast
Thermomètre Heat-Index CC:BY-SA conant

Formules CC:BY-SA. Source : Articles Indice de chaleur et Indice humidex.