Température du thermomètre mouillé

La température du thermomètre mouillé (T_w, où w abrège le mot anglais wet signifiant humide) ou température humide est la température qu'une parcelle d'air, ayant une température Θ et un contenu en vapeur d'eau de Y, atteindrait si on y évaporait de l'eau liquide jusqu'à saturation, la chaleur latente nécessaire à la vaporisation étant fournie par la parcelle et la pression étant gardée constante.

Obtention

Par mesure

En utilisant directement un thermomètre dont la pointe est recouverte d'une mousseline mouillée et qu'on ventile pour faire évaporer l'eau.

Par calcul

• Indirectement, si on a seulement la température et le contenu en eau de l’air comme avec une radiosonde :

  On calcule le $T_{w}$ itérativement par :

  $T_{w}=-{L \over C_{p}}\;\left(\epsilon \;{p_{A} \over p}\;e^{-T_{B} \over T_{w}}-w\right)$

  où :

  $w$ = taux d’humidité (wetness) : rapport de mélange (g de vapeur d’eau / kg d’air sec),

  $p$ = pression en Pa,

  avec les constantes :

  $L$ = énergie de vaporisation de l’eau, faiblement dépendante de la température mais environ 2 500 J/g),

  $C_{p}$ = chaleur spécifique à pression constante de l'air (1 005 J kg⁻¹ K⁻¹),

  $p_{A}$ = 2,53 × 10⁸ kPa,

  $T_{B}$ = 5,42 × 10³ K,

  $\epsilon$ = ratio des masses molaires de l'eau et de l'air (0,622 sans dimension).

• Approximation avec la température sèche et l'humidité relative

  Domaine : $T_{s}$ de 15 à 35 °C et $h_{r}$ de 20 à 90 %

  $T_{w}=0,2831\;h_{r}^{0,2735}\;T_{s}+0,0003018\;h_{r}^{2}+0,01289\;h_{r}-4,0962$

  Cette approximation possède une erreur de ±0,12 °C sur son domaine. L'erreur augmente rapidement pour une humidité inférieure à 20 % ou pour une température inférieure à 15 °C et tend à surestimer la température humide à des températures plus élevées. Toutefois, l'erreur demeure inférieure à 0,5 °C pour des températures allant jusqu'à 65 °C.

  Remarque : l'humidité relative ($h_{r}$) doit être entrée avec des valeurs de 20 à 90 et non de 0,2 à 0,9.

Par lecture graphique

On peut aussi utiliser soit une table psychrométrique, soit un diagramme de l'air humide en suivant les isenthalpes.

Importance

L'être humain utilise la transpiration pour refroidir son corps, ce qui n'est plus possible si l'humidité est maximale. Le thermomètre humide permet de mesurer sa capacité à s'adapter aux conditions. Avec le réchauffement climatique, les endroits où la température du thermomètre mouillé dépasse les 35 °C, invivable, devraient se multiplier.

Parmi les zones géographiques les plus menacées, « l'Asie du Sud et du Sud-Est, le golfe Persique, le golfe du Mexique, ou des parties du continent africain ».

Voir aussi

Bibliographie

• (en) Colin Raymond, Tom Matthews et Radley M. Horton, « The emergence of heat and humidity too severe for human tolerance », Science Advances, vol. 6, n^o 19,‎ 8 mai 2020 (DOI 10.1126/sciadv.aaw1838).
• (en) Daniel J. Vecellio, S. Tony Wolf, Rachel M. Cottle et W. Larry Kenney, « Evaluating the 35°C wet-bulb temperature adaptability threshold for young, healthy subjects (PSU HEAT Project) », Journal of Applied Physiology (en), vol. 132, n^o 2,‎ février 2022, p. 340–345 (PMID 34913738, PMCID PMC8799385, DOI 10.1152/japplphysiol.00738.2021, S2CID 245219753).
• (en) Yi-Chuan Lu et David M. Romps, « Predicting fatal heat and humidity using the heat index model », Journal of Applied Physiology (en), vol. 134, n^o 3,‎ mars 2023, p. 649–656 (PMID 36701484, PMCID PMC10010916, DOI 10.1152/japplphysiol.00417.2022, S2CID 256303723).
• (en) Yi-Chuan Lu et David M. Romps, « Is a wet-bulb temperature of 35 ∘C the correct threshold for human survivability? », Environmental Research Letters, vol. 18, n^o 9,‎ septembre 2023, article n^o 094021 (DOI 10.1088/1748-9326/ace83c, Bibcode 2023ERL....18i4021L, S2CID 260030472).

Articles connexes

• Température pseudo-potentielle du thermomètre mouillé

Liens externes

• (en) Jeremy Hinsdale, « Daily Maximum Wet-Bulb Temperature (°C) », State of the Planet, sur news.climate.columbia.edu, Columbia Climate School (en), Université Columbia, 8 mai 2020 : carte interactive adaptée de Raymond, Matthews et Horton 2020.