{"id":5558,"date":"2013-12-02T00:01:50","date_gmt":"2013-12-01T23:01:50","guid":{"rendered":"http:\/\/sciencetonnante.wordpress.com\/?p=5558"},"modified":"2013-12-02T00:01:50","modified_gmt":"2013-12-01T23:01:50","slug":"larnaque-de-la-temperature-ressentie","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/2013\/12\/02\/larnaque-de-la-temperature-ressentie\/","title":{"rendered":"L’arnaque de la temp\u00e9rature ressentie"},"content":{"rendered":"

\"froid\"<\/a>Avec le retour de la neige et des froids hivernaux, nous allons \u00e0 nouveau avoir les yeux riv\u00e9s sur le thermom\u00e8tre. Depuis quelques temps, c’est devenu la grand mode dans les bulletins m\u00e9t\u00e9o de nous parler de la fameuse \u00ab\u00a0temp\u00e9rature ressentie\u00a0\u00bb.<\/p>\n

Comme les temp\u00e9ratures ressenties sont toujours inf\u00e9rieures aux temp\u00e9ratures r\u00e9elles, voil\u00e0 qui permet de faire du sensationnalisme m\u00e9t\u00e9orologique et d’alimenter les conversations de comptoir. Mais au fait, c’est quoi la temp\u00e9rature ressentie ?<\/p>\n

Eh bien vous allez voir que le concept n’est pas aussi scientifiquement carr\u00e9 qu’il n’y parait !<\/p>\n

L’important c’est le flux !<\/h3>\n

Tout d’abord, pourquoi est-ce qu’on a froid ?<\/p>\n

– Eh bien, parce qu’il fait froid, non ? <\/em><\/p>\n

– Mmmh pas tout \u00e0 fait.<\/em><\/p>\n

Vous avez d\u00e9j\u00e0 certainement fait l’exp\u00e9rience qui consiste \u00e0 toucher d’une main un morceau de bois et de l’autre un morceau de m\u00e9tal. Le m\u00e9tal para\u00eet beaucoup plus froid que le bois<\/strong> ! Et pourtant ils sont bien tous les deux \u00e0 la m\u00eame temp\u00e9rature, celle de la pi\u00e8ce o\u00f9 vous vous trouvez.<\/p>\n

Ce qui provoque la sensation de froid, \u00e7a n’est pas la temp\u00e9rature, c’est le flux thermique<\/strong> ! Le flux thermique, c’est la quantit\u00e9 de chaleur qui passe \u00e0 travers la surface de votre peau pour en sortir (ou parfois y entrer). Comme le m\u00e9tal conduit mieux la chaleur que le bois, quand vous touchez du m\u00e9tal \u00e0 20 degr\u00e9s, il y a beaucoup plus de chaleur qui vous quitte que quand vous touchez du bois \u00e0 20 degr\u00e9s. D’o\u00f9 la sensation de froid plus importante.<\/p>\n

Donc retenez bien \u00e7a : la temp\u00e9rature, on s’en fout ! Ce qui compte c’est le flux thermique !<\/strong> J’en veux pour preuve qui si vous \u00eates \u00e0 l’ombre ou au soleil, vous n’aurez pas du tout la m\u00eame sensation. Pas parce que la temp\u00e9rature y est diff\u00e9rente, mais parce que les rayons du soleil vous apportent un suppl\u00e9ment de flux thermique qui att\u00e9nue la sensation de froid.<\/p>\n

Oui mais quand m\u00eame, la temp\u00e9rature \u00e7a compte, non ?<\/p>\n

La r\u00e9sistance thermique<\/h3>\n

M\u00eame si l’important c’est le flux thermique, il est bien clair que la temp\u00e9rature ambiante va jouer un r\u00f4le. Tout simplement parce que le flux d\u00e9pend en partie de la temp\u00e9rature ext\u00e9rieure<\/strong> : plus l’\u00e9cart de temp\u00e9rature est important entre vous et l’air ambiant, plus le flux sera \u00e9lev\u00e9.<\/p>\n

Vous connaissez tr\u00e8s certainement la loi d’Ohm en \u00e9lectricit\u00e9<\/strong> : U=RI. Elle permet de relier la tension U (que l’on peut parfois exprimer comme une diff\u00e9rence de potentiel V1-V2) \u00e0 l’intensit\u00e9 I qui n’est autre qu’un flux d’\u00e9lectrons. On peut ainsi r\u00e9crire la loi d’Ohm sous la forme<\/p>\n

\\(I = \\frac{V_{1}-V_{2}}{R}\\)<\/p>\n

Eh bien la conduction thermique de la chaleur, \u00e7a fonctionne pareil ! Le flux thermique (analogue de l’intensit\u00e9) est proportionnel \u00e0 la diff\u00e9rence de temp\u00e9rature (analogue de la tension). On peut donc aussi d\u00e9finir une notion de r\u00e9sistance thermique<\/strong> et \u00e9crire l’\u00e9quivalent thermique de la loi d’Ohm<\/p>\n

\\(F = \\frac{T_{corps}-T_{air}}{R}\\)<\/p>\n

Eh bien \u00e7a d\u00e9pend de ce que vous portez comme habits ! La r\u00e9sistance thermique est li\u00e9e \u00e0 ce qui vous s\u00e9pare de l’air ext\u00e9rieur. Ainsi si vous portez un pull de 1 cm d’\u00e9paisseur, elle sera 10 fois plus \u00e9lev\u00e9e que si vous portez un malheureux T-shirt d’un millim\u00e8tre. Dans le cas du gros pull, la r\u00e9sistance thermique vaudra environ 0.4 m\u00b2.K\/W (oui, je sais, l’unit\u00e9 est imbitable). Je vous laisse v\u00e9rifier avec la loi d’Ohm thermique que si l’\u00e9cart entre la temp\u00e9rature de votre corps (37\u00b0 C) et celle de l’air ext\u00e9rieur est de 40 degr\u00e9s (s’il fait -3\u00b0C, donc), le flux sera de 100 Watts par m\u00e8tre carr\u00e9s. Avec un simple petit T-shirt, ce serait 10 fois plus.<\/p>\n

Encore une fois, vous voyez que ce qui compte dans la sensation de froid, c’est le flux. Quand vous vous habillez plus chaudement, \u00e7a ne fait \u00e9videmment pas monter la temp\u00e9rature ext\u00e9rieure : \u00e7a augmente simplement la r\u00e9sistance thermique, et donc cela diminue d’autant le flux.<\/p>\n

Et pour la peau nue ?<\/h3>\n

\"flux<\/a>J’ai implicitement mentionn\u00e9 que la r\u00e9sistance thermique d\u00e9pend de l’\u00e9paisseur de v\u00eatements. Oui mais pour la peau nue ? Est-ce que la r\u00e9sistance est nulle ? Ce serait probl\u00e9matique, car dans ce cas le flux serait infini !<\/p>\n

En fait – tout comme en \u00e9lectricit\u00e9 – la r\u00e9sistance n’est jamais rigoureusement nulle, et il y a toujours une r\u00e9sistance minimale de base, li\u00e9e au fait qu’en surface de la peau se d\u00e9veloppe une fine couche d’air r\u00e9chauff\u00e9 qui joue le r\u00f4le d’isolant. Si vous \u00eates \u00e0 l’int\u00e9rieur ou par une journ\u00e9e sans vent, cette r\u00e9sistance \u00ab\u00a0de base\u00a0\u00bb vaut de l’ordre de 0.1 (toujours exprim\u00e9 en m\u00b2.K\/W)<\/p>\n

Maintenant que se passe-t-il quand il y a du vent ? Ce dernier a tendance \u00e0 chasser en permanence cette fine couche d’air, et donc \u00e0 diminuer son pouvoir isolant<\/strong>. La r\u00e9sistance de base va donc diminuer en pr\u00e9sence de vent, et ce d’autant plus que le vent augmente.<\/p>\n

Il existe en principe une relation qui lie la valeur de cette r\u00e9sistance en fonction de la vitesse du vent. Si on la note R(v), l’expression du flux thermique entre notre peau et l’air ext\u00e9rieur devient alors<\/p>\n

\\(F = \\frac{T_{corps}-T_{air}}{R(v)}\\)<\/p>\n

Il est donc parfaitement exact que la sensation de froid d\u00e9pend aussi de la vitesse du vent; mais notez bien : elle modifie le flux mais pas la temp\u00e9rature !<\/strong><\/p>\n

De l’indice de refroidissement \u00e9olien \u00e0 la temp\u00e9rature ressentie<\/h3>\n

Pour quantifier la sensation de froid en prenant en compte la vitesse du vent, il a \u00e9t\u00e9 d\u00e9velopp\u00e9 dans les ann\u00e9es 50 ce qui s’appelait alors l’indice de refroidissement \u00e9olien<\/strong>, qui correspondait comme il se doit \u00e0 l’expression du flux thermique en pr\u00e9sence de vent. Comme la relation qui lie R \u00e0 la vitesse du vent est assez complexe, elle a avait \u00e9t\u00e9 initialement d\u00e9termin\u00e9e en \u00e9tudiant la rapidit\u00e9 de cong\u00e9lation d’une bouteille d’eau expos\u00e9e \u00e0 diff\u00e9rentes vitesses de vent !<\/p>\n

L’indice de refroidissement \u00e9olien, bien qu’estim\u00e9 empiriquement \u00e0 partir d’hypoth\u00e8ses simplificatrice, permet donc bien de quantifier approximativement une augmentation de la sensation de froid sur la peau nue li\u00e9e \u00e0 la pr\u00e9sence de vent. Tout allait pour le mieux jusqu’au jour ou quelqu’un a voulu donner un peu plus d’impact \u00e0 cette valeur, et a commenc\u00e9 \u00e0 tripatouiller la formule de l’indice de refroidissement \u00e9olien, pour lui donner des valeurs qui le font plus ressembler \u00e0 une temp\u00e9rature<\/strong>. Et c’est ainsi qu’est n\u00e9e la temp\u00e9rature ressentie, que certains ont commenc\u00e9 \u00e0 l’exprimer en \u00ab\u00a0degr\u00e9s\u00a0\u00bb, entretenant alors la confusion avec la temp\u00e9rature usuelle. Juste pour vous effrayer, voici la formule qui permet de faire le lien entre temp\u00e9rature usuelle, vitesse du vent et temp\u00e9rature ressentie :<\/p>\n

\"formule<\/a><\/p>\n

Plut\u00f4t moche, non ?<\/p>\n

La temp\u00e9rature ressentie : une arnaque ?<\/h3>\n

Alors \u00e9videmment je fais mon ronchon parce qu’on moleste la science, mais dans le fond \u00e7a n’est pas si grave de parler de temp\u00e9rature ressentie. Toutefois je pr\u00e9f\u00e9rerai qu’on revienne \u00e0 une appellation qui n’entretient pas la confusion avec la temp\u00e9rature usuelle, et au minimum sans le signe de degr\u00e9s<\/strong>, comme le recommande d’ailleurs l’office de l’environnement du Canada.<\/a> Forc\u00e9ment, \u00e7a fait moins spectaculaire mais c’est plus s\u00e9rieux. Et puis \u00e7a \u00e9viterait d’avoir \u00e0 se demander si \u00e0 +2\u00b0C r\u00e9els mais -5\u00b0C \u00ab\u00a0ressentis\u00a0\u00bb l’eau risque de geler ou pas (r\u00e9ponse : non !). D’ailleurs il me semble que l’id\u00e9e de la temp\u00e9rature ressentie est plus mani\u00e9e par les bulletins m\u00e9t\u00e9o que par les m\u00e9t\u00e9orologistes eux-m\u00eames. Je ne nie pas non plus son int\u00e9r\u00eat pour des raisons de s\u00e9curit\u00e9, notamment dans les r\u00e9gions frapp\u00e9es par des froids importants (Salutations \u00e0 mes lecteurs du Qu\u00e9bec, j’ai tendance \u00e0 \u00eatre assez franco-fran\u00e7ais aujourd’hui, vous me pardonnerez !).<\/p>\n

Autre point important : si vous m’avez bien suivi, la temp\u00e9rature ressentie ne concerne que la peau nue<\/strong> ! Pour les parties d\u00e9j\u00e0 couvertes, vous b\u00e9n\u00e9ficiez de la r\u00e9sistance apport\u00e9e par vos habits (de l’ordre de 0.5 voire m\u00eame 1 m2\/W.K si vous avez plusieurs \u00e9paisseurs). Si la r\u00e9sistance de base li\u00e9e \u00e0 la couche d’air passe de 0.1 \u00e0 0.01 \u00e0 cause du vent, votre r\u00e9sistance totale ne passera que de 1.1 \u00e0 1.01 : l’impact sur le flux et donc la sensation de froid sera n\u00e9gligeable (oui je ne l’ai pas pr\u00e9cis\u00e9 mais les r\u00e9sistances thermiques en s\u00e9rie s’additionnent, comme les r\u00e9sistances \u00e9lectriques). Bref pour les parties couvertes, la temp\u00e9rature ressentie n’a aucun sens<\/strong> (il vous faudra quand m\u00eame des fringues \u00e9tanches au vent !).<\/p>\n

Dernier point pour finir, il me semble que le c\u00f4t\u00e9 spectaculaire de la temp\u00e9rature ressentie repose sur une confusion psychologique li\u00e9e au r\u00e9f\u00e9rentiel<\/strong>.<\/p>\n

\"pre\u0301sentateur<\/a>Je m’explique : nous avons tous une notion intuitive de ce que 10, 0 ou -10 degr\u00e9s signifient au sens usuel. Et quand on nous annonce une temp\u00e9rature, nous allons la juger par rapport \u00e0 ce r\u00e9f\u00e9rentiel. Maintenant si je vous annonce une temp\u00e9rature de -10 \u00ab\u00a0ressentie\u00a0\u00bb, vous allez l’interpr\u00e9ter en vous souvenant des jours o\u00f9 il faisait -10 \u00ab\u00a0r\u00e9els\u00a0\u00bb, mais o\u00f9 il faisait peut-\u00eatre -20 \u00ab\u00a0ressenti\u00a0\u00bb. Bref nous sommes d\u00e9cal\u00e9s dans nos r\u00e9f\u00e9rentiels, et avec la temp\u00e9rature ressentie nous aurons toujours l’impression qu’il fait plus froid que ce qu’il ne fait r\u00e9ellement. Encore une bonne raison pour utiliser un autre nombre qui n’ait pas la forme d’une temp\u00e9rature. D’ailleurs peut-\u00eatre que donner la temp\u00e9rature et la vitesse du vent nous suffirait largement !<\/p>\n

De toute fa\u00e7on si c’est moi qui pr\u00e9sentait la m\u00e9t\u00e9o, les pr\u00e9visions seraient donn\u00e9es en watts par m\u00e8tre carr\u00e9 !<\/p>\n

Billets reli\u00e9s :<\/span><\/p>\n

Comment faire la diff\u00e9rence entre un diamant et un zirconium<\/a> (r\u00e9ponse : en les touchant et en mesurant le flux !).<\/p>\n

Pourquoi les gla\u00e7ons refroidissent-ils<\/a> (le pastis, mais pas que) ?<\/p>\n

\n

Pour aller plus loin…<\/em><\/h3>\n

Pour les thermiciens pointilleux (si,si, j’en connais), il faut que je pr\u00e9cise 2 ou 3 choses sur la pr\u00e9sentation que j’ai d\u00e9cid\u00e9 d’adopter. En g\u00e9n\u00e9ral pour quantifier le flux en surface de la peau nue (ou de tout autre surface expos\u00e9e \u00e0 l’air), on utilise plut\u00f4t un coefficient not\u00e9 h et appel\u00e9 souvent coefficient d’\u00e9change thermique<\/strong>. Ce coefficient relie le flux \u00e0 l’\u00e9cart de temp\u00e9rature, de sorte que le flux est \u00e9gal \u00e0 \\(h\\Delta T\\). Vous pouvez vous convaincre que \\(h\\) est homog\u00e8ne \u00e0 l’inverse d’une r\u00e9sistance. C’est pour cela que j’ai choisi de le pr\u00e9senter comme \u00e7a plut\u00f4t qu’avec h.<\/em><\/p>\n

La relation qui lie h \u00e0 la vitesse du vent est complexe. M\u00eame en l’absence de vent on a des effets de convection naturelle qui font que h n’est pas nul (on prend typiquement h=7 W\/m2\/K pour le mur int\u00e9rieur d’un b\u00e2timent par exemple). Dans le cas ext\u00e9rieur en pr\u00e9sence de vent, il n’existe pas de formule analytique simple car cela d\u00e9pend notamment de la forme de la surface d’\u00e9change, de la pr\u00e9sence ou non de turbulence, etc. En g\u00e9n\u00e9ral on trouve des relations o\u00f9 h varie comme v avec un exposant inf\u00e9rieur \u00e0 1 (parfois 1\/2, mais par exemple 0,16 dans la formule de la temp\u00e9rature ressentie d\u00e9termin\u00e9e empiriquement).<\/em><\/p>\n

Si on veut essayer de d\u00e9finir une temp\u00e9rature \u00ab\u00a0\u00e9quivalente\u00a0\u00bb \\(T_a^*\\) prenant en compte la vitesse du vent, on peut \u00e9crire une \u00e9galit\u00e9 du genre<\/em><\/p>\n

\\(h_0(T_c-T^*_a) = h(v)(T_c-T_a)\\)<\/em><\/p>\n

et en sortir <\/em><\/p>\n

\\(T_a^* = T_c + (h(v)\/h_0)(T_c-T_a)\\)<\/em><\/p>\n

Maintenant il faut conna\u00eetre la relation entre v et h(v), qui comme je l’ai dit d\u00e9pend de coefficients et d’exposants d\u00e9termin\u00e9s empiriquement.<\/em><\/p>\n

Si vous voulez vous amuser \u00e0 faire des calculs d’ordre de grandeur, vous pouvez ajouter le flux solaire dans l’affaire. En plein d\u00e9sert \u00e0 midi, le flux solaire est d’environ 1000 W\/m2. Mais \u00e0 cause de l’inclinaison des rayons par rapport \u00e0 la surface de votre corps, et du fait que seulement une partie des rayons sont effectivement absorb\u00e9s (\u00e7a d\u00e9pend notamment de la couleur de vos habits), la contribution r\u00e9elle peut \u00eatre bien inf\u00e9rieure. Mais vous voyez que \u00e7a peut quand m\u00eame exc\u00e9der les pertes de chaleur par conduction.<\/em><\/p>\n

Si on veut vraiment creuser la question de la sensation de froid, il faut \u00e9galement prendre en compte tout un tas d’autres facteurs (pilosit\u00e9, forme du visage, etc.) dont un des plus importants est l’humidit\u00e9. La pr\u00e9sence d’une plus ou moins grande quantit\u00e9 d’humidit\u00e9 dans l’air ou en surface de votre peau peut modifier consid\u00e9rablement les \u00e9changes de chaleur. C’est \u00e9galement particuli\u00e8rement vrai en saison chaude, o\u00f9 les Canadiens utilisent par exemple l’indice humidex.<\/a><\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Avec le retour de la neige et des froids hivernaux, nous allons \u00e0 nouveau avoir les yeux riv\u00e9s sur le thermom\u00e8tre. Depuis quelques temps, c’est devenu la grand mode dans les bulletins m\u00e9t\u00e9o de nous parler de la fameuse \u00ab\u00a0temp\u00e9rature ressentie\u00a0\u00bb. Comme les temp\u00e9ratures ressenties sont toujours inf\u00e9rieures aux temp\u00e9ratures r\u00e9elles, voil\u00e0 qui permet de<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"jetpack_post_was_ever_published":false,"_jetpack_newsletter_access":"","_jetpack_dont_email_post_to_subs":false,"_jetpack_newsletter_tier_id":0,"_jetpack_memberships_contains_paywalled_content":false,"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[6],"tags":[57],"class_list":{"0":"post-5558","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","6":"category-physique","7":"tag-thermique"},"jetpack_featured_media_url":"","jetpack_sharing_enabled":true,"post_mailing_queue_ids":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5558","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=5558"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5558\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=5558"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=5558"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=5558"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}

\"flux<\/a>Avec cette formule, on voit bien que plus la temp\u00e9rature de l’air est basse, plus le flux sera important, et donc plus la sensation de froid sera forte<\/strong>. Tout cela colle donc bien avec l’id\u00e9e que plus il fait froid, plus on a froid ! Mais au fait, que vaut la r\u00e9sistance thermique R ?<\/p>\n