Indice de chaleur

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L’indice de chaleur (nom original en anglais Heat Index) est un indice développé aux États-Unis qui combine la température de l'air ambiant et l'humidité relative pour tenter de déterminer la perception de la température que ressent le corps humain[1]. Le résultat est également connu comme le « ressenti de température de l'air ».

L’indice de chaleur est basé sur la capacité du corps humain à refroidir la peau par la production de sueur. Celle-ci s'évapore dans l'air ce qui nécessite de l'énergie qui est prise au milieu et baisse la température de la couche limite touchant à la peau, donnant une sensation de fraîcheur. En augmentant, l'humidité relative de l'air, l'évaporation se fait moins bien et donne une sensation subjective de chaleur accrue. Cet indice ne doit pas être confondu avec le facteur humidex canadien qui utilise une autre formule pour quantifier le même effet.

Histoire[modifier | modifier le code]

En 1978, George Winterling, un météorologue à une station télévision en Floride, développe une formule pour essayer de quantifier l'effet de l'humidité sur la température perçue par le corps humain pour ses auditeurs dans cette région très humide. Il nomme cet indice « humiture »[2]. Cette information devient tellement populaire qu'un an plus tard, le National Weather Service (NWS) adopte le concept.

Principe[modifier | modifier le code]

L’Heat Index du NWS, est tiré des travaux de Robert G. Steadman de 1979[3],[4]. Comme le refroidissement éolien, l’indice de chaleur utilise comme hypothèse la masse et le volume, les vêtements portés, l'activité physique, la densité du sang, l'ensoleillement et l'exposition aux ultraviolets, ainsi que le vent, pour une personne moyenne dans des conditions normales[5]. Sa formule est calculé à partir des degrés Fahrenheit (°F) selon :

\mathrm{HI} = c_1 + c_2 T + c_3 R + c_4 T R + c_5 T^2 + c_6 R^2 + c_7 T^2R + c_8 T R^2 + c_9 T^2 R^2\ \,

\mathrm{HI}\,\! = Indice de chaleur (°F)
T\,\! = température de l'air (°F)
R\,\! = humidité relative (0 à 100)
c_1 = -42.379, \,\! c_2 = 2.04901523, \,\! c_3 = 10.14333127,\,\! c_4 = -0.22475541, \,\! c_5 = -6.83783 \times 10^{-3},\,\! c_6 = -5.481717 \times 10^{-2},\,\! c_7 = 1.22874 \times 10^{-3}, \,\! c_8 = 8.5282 \times 10^{-4}, \,\! c_9 = -1.99 \times 10^{-6}.\,\!

Comme les coefficients sont reliés à leur unité de température, les valeurs équivalentes en degrés Celsius doivent être donc obtenus par conversion subséquente. Voici un tableau pour des températures et humidité typiques :

Indice de chaleur en degrés Celsius
  température (°C)
27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43
Humidité relative (%)
40 27 28 29 30 31 32 34 35 37 39 41 43 46 48 51 54 57
45 27 28 29 30 32 33 35 37 39 41 43 46 49 51 54 57
50 27 28 30 31 33 34 36 38 41 43 46 49 52 55 58
55 28 29 30 32 34 36 38 40 43 46 48 52 55 59
60 28 29 31 33 35 37 40 42 45 48 51 55 59
65 28 30 32 34 36 39 41 44 48 51 55 59
70 29 31 33 35 38 40 43 47 50 54 58
75 29 31 34 36 39 42 46 49 53 58
80 30 32 35 38 41 44 48 52 57
85 30 33 36 39 43 47 51 55
90 31 34 37 41 45 49 54
95 31 35 38 42 47 51 57
100 32 36 40 44 49 54
  •      Inconfort
  •      Extrême inconfort
  •      Danger
  •      Danger extrême


Cet indice n'est calculé que si la pression partielle de vapeur d'eau contenue dans l'air est égale ou dépasse 16 hPa car il est estimé que l'évaporation de la sueur est affectée de façon négligeable pour une humidité de l'air plus basse. À pression atmosphérique normale (autour de 1 013 hPa), ceci correspond à un point de rosée de 14 °C et un rapport de mélange de 0,01 (10 grammes de vapeur d'eau par kilogramme d'air sec)[3]. La formule n'est également valable que pour des valeurs égale ou dépassant une température de l'air de 27 °C, un point de rosée de 12 °C et une humidité relative de 40 %[6].

Plus la température est élevée, plus l’humidité relative de l'air doit être petite pour obtenir un augmentation de la température ressentie. Par exemple, à 27 °C, l'indice de chaleur donne la même chose que la température ambiante si l'humidité est de 45 % mais à 43 °C, il ne suffit que d'avoir une humidité relative de plus de 17 % pour que l'indice donne une température ressentie supérieure.

Limitations[modifier | modifier le code]

Comme l’humidex, l’indice de chaleur tient compte de la température de l'air et de l'humidité. Il comprend en plus des paramètres pour des valeurs moyennes à l'exposition de la peau au soleil, qui va augmenter sa température par rapport à l'air, et des vents qui aident à l'évaporation de la sueur et donc au rafraîchissement de la peau. Un indice plus complet est celui de la Température au thermomètre-globe mouillé.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Chaleur sur meteosuisse.admin.ch, consulté le 11 septembre 2013.
  2. (en) « George Winterling: A Lifelong Passion For Weather », sur WJXT,‎ 23 avril 2009 (ISSN 0021-8952, consulté le 16 septembre 2013)
  3. a et b (en) R. G. Steadman, « The Assessment of Sultriness. Part I: A Temperature-Humidity Index Based on Human Physiology and Clothing Science », Journal of Applied Meteorology and Climatology, vol. 18, no 7,‎ juillet 1979, p. 861-873 (DOI <0861:TAOSPI>2.0.CO;2 10.1175/1520-0450(1979)018<0861:TAOSPI>2.0.CO;2, lire en ligne [PDF])
  4. (en) R. G. Steadman, « The Assessment of Sultriness. Part II: Effects of Wind, Extra Radiation and Barometric Pressure on Apparent Temperature », Journal of Applied Meteorology and Climatology, vol. 18, no 7,‎ juillet 1979, p. 874-885 (ISSN 0021-8952, DOI <0874:TAOSPI>2.0.CO;2 10.1175/1520-0450(1979)018<0874:TAOSPI>2.0.CO;2, lire en ligne [PDF])
  5. (en) Daniel Engber, « How do they figure the heat index? », sur Slate Magazine (consulté le 16 septembre 2013)
  6. (en) « Heat Index » [PDF], sur Heat Index Campbell Scientific Inc. (consulté le 16 septembre 2013)