Tuto : comprendre la température de thermomètre mouillé et la calculer avec la formule de Stull
Avec la vague de chaleur qui s’acharne sur l’Inde et le Pakistan depuis avril, une mesure inhabituelle revient souvent dans les médias : la température de thermomètre mouillé (wet bulb temperature en anglais). Si cet indicateur suscite autant d’intérêt, c’est parce qu’il permet d’évaluer simplement à partir de quand un être humain risque de mourir de chaud :
Dans ce tutoriel, nous allons voir plus précisément ce qu’est la température de thermomètre mouillé et comment la calculer avec Python.
Quel est l’intérêt de mouiller un thermomètre ?
La température de thermomètre mouillé est… la température mesurée par un thermomètre humide, en général en recouvrant le bulbe du thermomètre avec un linge qui trempe dans une réserve d’eau.
Contrairement à d’autres indicateurs de confort thermique, comme le thermomètre-globe mouillé, l’UTCI ou humidex, qui sont d’invention récente, cette mesure est répandue dès le XIXe siècle. Pourquoi ? Parce que la comparaison de la valeur affichée par deux thermomètres, l’un sec l’autre mouillé, permet d’évaluer l’humidité de l’air — une information très utile pour de nombreux procédés industriels ou en agronomie.
Dans notre cas, ce ne sont pas ces applications qui nous intéressent. En effet, l’intérêt d’un thermomètre humide est qu’il mesure la température de l’air mais qu’il est aussi refroidi par l’évaporation de l’eau avec laquelle il est en contact. Il reproduit ainsi les deux principaux mécanismes dont le corps humain dispose pour réguler sa température : le contact avec l’air ambiant et l’évaporation de la transpiration.
Lorsqu’un thermomètre mouillé affiche une température égale ou supérieure à celle de notre corps, cela signifie que ces deux mécanismes ne permettent plus de nous rafraichir. La température corporelle va augmenter et causer en quelques heures une hyperthermie fatale.
En théorie, la température de thermomètre mouillée maximale qu’un humain peut supporter est fixée est à 35°C. Au-delà un coup de chaleur est inévitable.
Cependant une étude récente suggère que ce seuil pourrait être plus bas, autour de 31°C. Et il faut bien sur rappeler que la chaleur a de graves impacts sanitaires avant d’atteindre ces valeurs extrêmes.
Calculer la température humide
Lorsqu’il n’est pas possible de la mesurer directement, la température de thermomètre mouillé peut être calculée à partir de la température ordinaire et de l’humidité.
La formule la plus fréquemment utilisée pour cela est la formule de Stull :
Où T est la température de l’air en degrés Celcius et RH% l’humidité relative en pourcents.
Il ne s’agit cependant que d’une évaluation : cette formule est valable dans la plupart des conditions usuelles mais elle a des limites, et d’autres méthodes existent.
Implémenter la formule de Stull en Python
Même si la formule de Stull reste assez simple (beaucoup plus par exemple que la méthode concurrente de Davies-Jones), la calculer à la main va vite devenir pénible.
Voici comment on peut la calculer avec Python :
Cette fonction peut être utilisée, par exemple, pour tracer l’évolution de la température de thermomètre mouillé avec la température ordinaire en fonction de l’humidité relative :
Voici le résultat :
Ce graphique nous montre quelques propriétés de la température de thermomètre mouillé :
- Elle est toujours plus basse que la température ordinaire,
- A humidité fixée, elle augmente presque linéairement avec la température,
- Elle augmente d’autant plus vite que l’humidité est élevée.
A propos : Callendar est une start-up spécialisée dans le développement de solutions innovantes pour l’évaluation des risques climatiques. Conscients du défi que représente l’adaptation au changement climatique, nous nous efforçons de partager notre expertise au travers d’outils gratuits ou de tutoriels comme celui-ci.
