Calculatrice de refroidissement éolien

WC = 35,74 + 0,6215 · T − 35,75 · V^0,16 + 0,4275 · T · V^0,16, avec T en °F et V en mph

T

La température de l’air en degrés Fahrenheit, parce que c’est dans cette échelle que l’équation a été ajustée. Le champ accepte aussi les degrés Celsius — la majeure partie du monde lit un thermomètre en degrés Celsius — la conversion a donc lieu une fois à l’entrée et une fois à la sortie, et l’équation elle-même ne voit jamais autre chose que des degrés Fahrenheit. Notez la borne supérieure : la formule est définie à 50 °F ou en dessous, ce qui explique que le champ de température s’arrête là plutôt qu’à une centaine ronde. Au-dessus de 50 °F, le refroidissement éolien n’est pas une chose que l’on remarque, et l’équation cesse discrètement de décrire quoi que ce soit de réel — lui donner 70 °F produit un nombre, et ce nombre n’est pas un refroidissement éolien.

V

La vitesse du vent en milles par heure, l’unité dans laquelle les coefficients ont été ajustés, les quatre autres unités du sélecteur étant converties avant que l’équation ne tourne. La borne inférieure de 3 mph fait partie de la définition plutôt que du confort : la formule de 2 001 a été calibrée pour qu’à un vent d’environ 3 mph le résultat soit proche de la température de l’air, et en dessous elle cesse de se comporter correctement — à vent nul, l’équation renvoie une valeur plus chaude que l’air, ce qui n’a aucun sens. L’exposant 0,16 est ce qui aplatit la courbe du vent : l’écart entre 5 et 25 mph vaut plusieurs fois l’écart entre 25 et 45 mph, et la table de référence ci-dessous le montre sous la forme d’une ligne qui cesse de bouger.

35,74, 0,6215, 35,75, 0,4275, 0,16

Les cinq constantes ajustées de la révision de 2 001 viennent toutes d’un même modèle plutôt que d’une mesure : le transfert thermique a été calculé pour un visage nu face au vent et marchant contre lui à environ 3 mph, sur une plage de températures de l’air et de vitesses de vent. L’ancienne formule de Siple et Passel de 1945, qui avait servi un demi-siècle, reposait sur autre chose entièrement — la vitesse à laquelle l’eau gelait dans une petite bouteille en plastique plantée dans le froid antarctique — et ce qu’elle décrit est une bouteille qui perd de la chaleur, pas une personne. Les deux termes de température et les deux termes de vent se combinent pour que la pénalité du vent croisse avec le froid : le même vent coûte plus cher à −20 °F qu’à 20 °F.

WC

Le résultat en degrés Fahrenheit, affiché en degrés Celsius sur la ligne principale. Ce n’est pas une température, et la distinction n’est pas de la pédanterie : c’est la température de l’air qui retirerait de la chaleur à une peau exposée au même rythme que la température réelle et le vent réel réunis, chez une personne marchant à 3 mph. Un thermomètre indique toujours la température de l’air, l’eau gèle toujours à 0 °C, et un radiateur de voiture se moque complètement de ce nombre — ce que décrit le refroidissement éolien, c’est la vitesse à laquelle vous perdez de la chaleur, ce qui est exactement ce qui décide si vos mains font mal au bout de dix minutes.

Utilisez-la avant de sortir par une journée froide et venteuse — les jours où la température annoncée et le trajet jusqu’à la voiture ne sont pas d’accord. Elle est surtout utile aux deux extrémités : vérifier si le trajet à pied d’un enfant jusqu’à l’école est un problème de quinze minutes ou de cinq, et décider quelle part du trajet domicile-travail se passe dehors. C’est le mauvais outil pour tout ce qui ne concerne pas la peau d’une personne : savoir si les canalisations vont geler, si une route va verglaçer et si une plante a besoin d’être couverte sont des questions sur la température de l’air, et la réponse est la prévision ordinaire, pas cette page.

1. Premier écran : 10 °F et 20 mph

   1. De l’air à 10 °F est déjà froid — cela fait −12,2 °C
   2. Facteur de vent : 20^0,16 = 1,6150
   3. WC = 35,74 + 0,6215 · 10 − 35,75 · 1,6150 + 0,4275 · 10 · 1,6150
   4. WC = 35,74 + 6,215 − 57,74 + 6,90 = −8,88 °F
   5. Ligne Celsius : (−8,88 − 32) · 5/9 = −22,7 °C

   L’air est à −12,2 °C et le vent lui donne la sensation de −22,7 °C — 10,5 °C de charge supplémentaire, pris sur une peau exposée par rien d’autre que de l’air en mouvement. Cet écart est tout l’objet de la page, et c’est la raison pour laquelle un lecteur qui ne regarde que la température annoncée s’habille trop légèrement. C’est aussi le cas que la plupart des gens rencontrent en pratique : un matin d’hiver lumineux qui paraît calme, où le vent est ce qui décide si la promenade est agréable ou douloureuse.

2. Une journée douce avec un vent léger : 40 °F et 5 mph

   1. De l’air à 40 °F fait 4,4 °C
   2. Facteur de vent : 5^0,16 = 1,2937
   3. WC = 35,74 + 24,86 − 46,25 + 22,12 = 36,47 °F
   4. Ligne Celsius : (36,47 − 32) · 5/9 = 2,5 °C

   Presque pas de vent, presque pas de pénalité : 4,4 °C d’air se ressentent comme 2,5 °C, un écart de moins de deux degrés. Cette page a intérêt à rester honnête sur cette extrémité de sa plage aussi — une calculatrice de refroidissement éolien qui produirait un nombre spectaculaire pour une journée calme et douce dirait à ses lecteurs que la formule est un instrument de peur. Lisez les deux exemples ensemble et la forme de l’équation apparaît : à 5 mph le terme de vent est petit, à 20 mph c’est le plus grand terme isolé.

3. Le coin froid : −20 °F et 25 mph

   1. De l’air à −20 °F fait −28,9 °C
   2. Facteur de vent : 25^0,16 = 1,6737
   3. WC = 35,74 − 12,43 − 59,83 − 14,31 = −50,83 °F
   4. Ligne Celsius : (−50,83 − 32) · 5/9 = −46,0 °C

   C’est le coin du tableau où une lecture cesse de parler de confort pour parler de gelures. Notez quel nombre porte l’avertissement : l’air est à −28,9 °C, ce qui se supporte longtemps avec des vêtements adaptés, tandis que le refroidissement éolien vaut −46 °C, ce qui est un nombre d’une autre nature. L’équation ne sait pas combien de temps vous resterez dehors, ce que vous portez, ni si votre visage est couvert : traitez donc la lecture comme la raison d’écourter l’exposition plutôt que comme une mesure de votre risque personnel.

4. Là où les deux échelles ne sont pas d’accord sur le signe : 35 °F et 10 mph

   1. De l’air à 35 °F fait 1,7 °C — au-dessus du point de congélation
   2. Facteur de vent : 10^0,16 = 1,4454
   3. WC = 35,74 + 21,75 − 51,67 + 21,63 = 27,45 °F
   4. Ligne Celsius : (27,45 − 32) · 5/9 = −2,5 °C

   Un cas qui n’existe que parce que la page affiche les deux échelles : 35 °F d’air font 1,7 °C, confortablement au-dessus du point de congélation, et le refroidissement éolien vaut 27,4 °F — ce qui fait −2,5 °C une fois converti, donc en dessous du point de congélation. Les deux lectures sont la même température dite deux fois ; l’écart de signe n’est que l’endroit où se trouve le zéro sur chaque échelle. Cela vaut la peine de le savoir parce que les lecteurs comparent le refroidissement éolien à 0 °C pour juger du risque de gel, et que la ligne en degrés Fahrenheit du même écran ne le confirmera pas.

L’équation n’est définie qu’à l’intérieur d’un cadre : air à 50 °F ou moins, vent à 3 mph ou plus. En dehors, l’arithmétique tourne toujours joyeusement et le résultat ne veut rien dire, ce qui explique que cette page refuse au lieu d’avertir — un refroidissement éolien de 60 °F pour un air à 65 °F ressemble à un nombre normal et n’en est pas un. La valeur est une équivalence de perte de chaleur, pas une température : les canalisations gèlent, les routes verglaçent et les plantes meurent à la température de l’air, et aucune lecture de cette page n’y change quoi que ce soit. Elle suppose l’ombre — le NWS ne cite pas le soleil parmi les conditions dans lesquelles l’indice est défini, la chaleur rayonnante n’étant pas quelque chose qu’une vitesse de vent puisse prendre en compte. Elle suppose une personne marchant à environ 3 mph, en vêtements secs, le visage exposé : rester allongé immobile en vêtements mouillés est pire que le nombre, marcher d’un bon pas vaut mieux. Et elle ne dit rien de la durée : deux personnes au même refroidissement éolien, l’une sortie cinq minutes et l’autre une heure, ne courent pas du tout le même danger. Précision de nomenclature, enfin, parce qu’elle est la source de confusion la plus fréquente pour un lecteur français : cet indice est celui de l’Amérique du Nord — la formule adoptée en 2 001 par le National Weather Service américain et le Service météorologique du Canada. Météo-France ne le publie pas ; ce que la France annonce sous le nom de température ressentie est un autre indice, qui tient compte du vent mais aussi de l’humidité et du rayonnement, et qui ne donne pas le même nombre dans les mêmes conditions. Ne comparez donc pas une valeur affichée ici à une température ressentie française. Notez pour finir que le NWS lui-même est prudent sur la même frontière : les gelures ne frappent une peau exposée qu’une fois le refroidissement éolien passé sous le point de congélation, et l’indice décrit les personnes et les animaux plutôt que les voitures, les canalisations ou les plantes, dont aucun n’a de température de peau à défendre.

Quelle est la formule du refroidissement éolien ?

WC = 35,74 + 0,6215 · T − 35,75 · V^0,16 + 0,4275 · T · V^0,16, avec la température de l’air T en degrés Fahrenheit et la vitesse du vent V en milles par heure. C’est l’équation qu’ont adoptée en 2 001 le National Weather Service (NWS) américain et le Service météorologique du Canada, en remplacement d’une formule de 1 945 dérivée de la vitesse à laquelle l’eau gelait dans une petite bouteille en plastique laissée dans le froid antarctique. Les constantes de 2 001 décrivent un visage nu marchant contre le vent, et le NWS a testé l’indice sur douze sujets adultes — des personnes faisant à peu près ce que vous vous apprêtez à faire.

Le refroidissement éolien est-il la même chose que la température ?

Non, et la différence compte. Le refroidissement éolien n’est pas une température du tout : c’est la température de l’air qui retirerait de la chaleur à une peau exposée au même rythme que la température réelle et le vent réel réunis, chez une personne marchant à environ 3 mph. Votre thermomètre indique toujours la température de l’air, l’eau gèle toujours à 0 °C, et le radiateur de votre voiture n’est pas concerné. Ce que le nombre décrit, c’est la vitesse à laquelle vous perdez de la chaleur, ce qui explique qu’il soit la bonne chose à regarder pour décider combien de temps rester dehors et la mauvaise pour décider s’il faut couvrir les plantes. Une valeur basse annonce des gelures sur une peau exposée, pas une canalisation qui éclate. Ce n’est pas non plus la température ressentie que publient les services météorologiques français : celle-ci est un autre indice, qui intègre l’humidité et le rayonnement en plus du vent.

Pourquoi la calculatrice refuse-t-elle les températures au-dessus de 50 °F ?

Parce que c’est le haut de la plage sur laquelle l’équation est définie — une condition de la formule, pas un réglage de cette page. Au-dessus de 50 °F, le vent change peu la sensation de froid et la courbe ajustée cesse de décrire quoi que ce soit de réel ; nourrie de 60 °F et 20 mph, elle renvoie 56,7 °F, un nombre qui a l’air plausible et ne veut rien dire. Maintenir le maximum du champ à 50 °F garantit que la page ne pourra jamais imprimer ce nombre. (Si vous cherchez la sensation de chaleur, c’est l’autre moitié de la même idée et elle vit sur la page de l’indice de chaleur.)

Pourquoi ne puis-je pas saisir une vitesse de vent inférieure à 3 mph ?

La formule de 2 001 a été calibrée pour qu’à un vent d’environ 3 mph le refroidissement éolien soit proche de la température de l’air, et en dessous elle se dégrade : à vent nul, l’équation renvoie 35,74 + 0,6215 · T, ce qui est plus chaud que l’air, et à 1 mph elle n’est que légèrement moins absurde. Plutôt que d’imprimer un nombre faux pour une journée sans vent, le minimum du champ s’arrête là. Saisir 0 pour dire « pas de vent » est la façon la plus courante de rencontrer cette limite, et la réponse honnête pour une journée calme est simplement la température de l’air.

Quelle vitesse de vent faut-il saisir — celle de la prévision, ou celle que l’on ressent devant chez soi ?

La vitesse de vent de la prévision est l’entrée prévue, et c’est le nombre contre lequel la carte est tracée. Elle est mesurée en zone dégagée, en général bien au-dessus de la hauteur de tête, si bien qu’une rue abritée, une cour ou un bosquet peuvent réellement être plus calmes, et le refroidissement éolien que vous ressentirez sera plus doux que ce que dit la page. L’inverse est également possible à un angle exposé ou sur un pont. Traitez la lecture comme la valeur pour un terrain dégagé et corrigez-la avec ce que vous savez du lieu où vous allez — aucune vitesse de vent saisie dans un formulaire ne peut connaître le mur derrière lequel vous vous apprêtez à passer.

Le soleil change-t-il le refroidissement éolien ?

Oui, et l’équation n’en sait rien. Le refroidissement éolien suppose l’ombre : il tient compte de la chaleur perdue vers l’air en mouvement et ne dit rien de la chaleur gagnée par le soleil. Le National Weather Service note qu’un grand soleil peut rendre une journée d’hiver venteuse nettement plus chaude au ressenti que la valeur de la carte, ce qui explique qu’un −10 °C ensoleillé avec un vent soutenu puisse être agréable alors que la même lecture par temps couvert ne l’est pas. La carte de référence de cette page est tracée pour une peau à l’ombre, et c’est la lecture prudente des deux.

Le refroidissement éolien peut-il être plus chaud que la température de l’air ?

Pas sur cette page, et c’est un contrôle de bon sens utile sur l’arithmétique. À l’extrémité la plus douce de la plage valide — 50 °F et le minimum de 3 mph — la réponse vaut 49,7 °F, très légèrement en dessous de la température de l’air, et toute combinaison plus froide ou plus venteuse descend davantage. La raison est dans l’équation : à 50 °F ou en dessous, les termes de vent retranchent toujours plus qu’ils n’ajoutent, donc plus de vent signifie une lecture plus basse. Si vous voyez un jour un refroidissement éolien supérieur à la température de l’air sortir d’une calculatrice, c’est qu’elle est alimentée par des conditions en dehors de la plage que cette page accepte.

• Understanding wind chill — the NWS explainer behind this calculator: the validity conditions it enforces (at or below 50 °F, above 3 mph), the published equation, and the note that the index applies to people and animals rather than to objects — National Weather Service
• Wind chill safety — what the value means for people, and the caveats the NWS attaches to it — National Weather Service
• Wind chill calculation worksheet (PDF) — the one-page NWS worksheet carrying the equation with its published coefficients, plus the metric (W/m²) form — National Weather Service
• Qu’est-ce que la température ressentie ? — l’indice que publie Météo-France, et pourquoi ce n’est pas le refroidissement éolien calculé sur cette page (il tient compte de l’humidité et du rayonnement en plus du vent) — Météo-France