FIG. 124Les sens
Refroidissement éolien : tableau, calcul et effet du vent
À 0 °F avec un vent de 15 mph, le tableau du National Weather Service indique −19 °F, et la peau exposée peut geler en 30 minutes.
Cet appareil ne peut pas afficher le modèle 3D. Les étapes de la visite ci-dessous se lisent sous forme de texte.
1 / 11 L’exemple du tableau du NWS0 °F et un vent de 15 mph. Le tableau indique −19 °F : sur une peau nue, ce vent enlève la chaleur aussi vite qu’un air immobile à −19 °F. Faites glisser pour tourner la vue.
Faites glisser pour tourner. Molette ou pincement pour zoomer.
Ce que montre le modèle
Sortez un matin sans vent par −7 °C environ (20 °F) : il fait froid, mais c’est supportable. Sortez à la même température par un vent de 30 mph (environ 13 m/s) et vos joues se mettent vite à piquer. Le thermomètre indique pourtant la même valeur. Ce qui a changé, c’est la vitesse à laquelle votre peau perd sa chaleur, et la température de refroidissement éolien est le chiffre que les services météorologiques emploient pour la décrire. Cette exposition montre pourquoi cela se produit et vous laisse lire les valeurs officielles : un mannequin lisse se tient dans le vent, une fine enveloppe d’air chaud épouse son corps, et quand vous augmentez le vent, cette enveloppe est raclée et amincie du côté du vent. L’affichage donne le refroidissement éolien selon la formule du National Weather Service (NWS) en °F et en °C, la durée de gelure imprimée sur le tableau du NWS, et le niveau utilisé par l’Administration météorologique coréenne (KMA).
C’est un modèle pédagogique. Il ne remplace pas les prévisions, les avis ou les alertes de votre service météorologique national, et il ne décrit ni les symptômes ni les premiers secours. Pour cela, la section Informations de santé, vers la fin, renvoie au CDC, au NHS et à la KMA.
Ce que mesure le refroidissement éolien
Le refroidissement éolien n’est pas une température que l’on peut mesurer avec un thermomètre. C’est une comparaison. Le NWS le définit comme le froid que ressentent les personnes et les animaux dehors, d’après la vitesse à laquelle le vent et le froid font perdre sa chaleur à la peau exposée. Un refroidissement éolien de −19 °F signifie que, sur une peau nue, le temps réel enlève la chaleur à peu près aussi vite qu’un air immobile à −19 °F.
Deux conséquences découlent de cette définition, et toutes deux surprennent.
D’abord, le refroidissement éolien ne concerne que les êtres vivants plus chauds que l’air. Un radiateur de voiture, un tuyau d’eau ou un thermomètre laissé dans le vent refroidit plus vite, mais seulement jusqu’à la température de l’air, jamais en dessous. Le NWS donne l’exemple d’un air à −5 °F avec un refroidissement éolien de −31 °F : le radiateur ne descendra pas sous −5 °F.
Ensuite, le refroidissement éolien décrit la peau exposée. Une peau sous une veste, une écharpe ou un gant n’est pas dans le vent et n’est pas décrite par ce chiffre. L’indice a été construit autour du visage, la partie du corps la plus souvent laissée découverte en hiver.
La couche d’air chaud autour de votre peau
Tout objet chaud placé dans un air froid chauffe l’air qui le touche. Cet air est ralenti par le frottement contre la surface et reste là en une fine couche, de quelques millimètres à quelques centimètres d’épaisseur selon la forme et l’écoulement de l’air. La chaleur doit traverser cette couche pour s’échapper, et l’air immobile conduit mal la chaleur. Par temps calme, la couche joue le rôle d’une couverture très fine.
Les ingénieurs l’appellent la couche limite thermique. À l’intérieur, la température passe d’une valeur proche de celle de la peau, en surface, à la température de l’air, au bord extérieur de la couche. Plus la couche est mince, plus cette chute est raide, et plus la chaleur s’en échappe vite.
Le vent fait deux choses à cette couche. Il remplace l’air réchauffé par de l’air froid tout neuf, et il écrase la couche du côté qui fait face au vent. Sur les flancs d’un corps, là où l’écoulement s’accélère en passant à travers l’étroit passage, la couche est mince elle aussi. Derrière le corps, l’écoulement se décolle de la surface et se brise en tourbillons ; la couche y est plus épaisse, mais elle est sans cesse arrachée puis reconstruite.
C’est ce que montre l’enveloppe autour du mannequin. Son épaisseur dessinée suit 1/√(vent), ce qui correspond à la façon dont l’épaisseur d’une couche limite simple varie avec la vitesse de l’écoulement, mais les centimètres affichés ne sont pas des valeurs mesurées : l’image sert à montrer le sens de l’effet. Les chiffres de l’affichage viennent uniquement de la formule et du tableau.
Pourquoi la perte de chaleur ne double pas quand le vent double
Si le vent amincit la couche d’air chaud, pourquoi un vent de 40 mph ne paraît-il pas deux fois plus froid qu’un vent de 20 mph ? La réponse tient à la manière dont la couche et le corps se comportent ensemble.
La chaleur qui quitte le visage doit franchir deux obstacles à la suite : le tissu entre le sang chaud et la surface de la peau, puis la couche d’air à l’extérieur. Par vent faible, la couche d’air est le plus grand obstacle, de sorte qu’un peu de vent change beaucoup de choses. Quand le vent monte, la couche d’air devient si mince que l’essentiel de la résistance restante se trouve dans la peau elle-même, et un surcroît de vent change de moins en moins. C’est pourquoi le terme de vent de la formule est élevé à la petite puissance 0,16 : passer de 5 à 10 mph modifie bien plus le refroidissement éolien que passer de 50 à 55 mph.
Le tableau le montre. À 0 °F, le refroidissement éolien baisse de 5 degrés entre 5 et 10 mph (de −11 à −16 °F), mais de 2 degrés seulement entre 50 et 60 mph (de −31 à −33 °F).
La formule de 2001, terme par terme
Le 1er novembre 2001, le NWS a mis en service un nouvel indice de température de refroidissement éolien. Il a été mis au point par le Joint Action Group for Temperature Indices (JAG/TI), un groupe parrainé par les gouvernements des États-Unis et du Canada, organisé à l’automne 2000 pour élaborer, tester et introduire un indice standard unique, et Environnement Canada a lancé le même nouvel indice pour les Canadiens cet automne-là. En °F et en mph, il s’écrit :
Refroidissement éolien (°F) = 35,74 + 0,6215 T − 35,75 V^0,16 + 0,4275 T V^0,16
où T est la température de l’air en °F et V la vitesse du vent en mph. Sous sa forme métrique, avec T en °C et V en km/h :
Refroidissement éolien (°C) = 13,12 + 0,6215 T − 11,37 V^0,16 + 0,3965 T V^0,16
Les deux formes donnent le même résultat une fois les unités converties. Comparées sur 400 combinaisons de température et de vent, les deux formes diffèrent de moins de 0,1 °F.
Lue terme par terme, la formule dit trois choses. La constante et le terme 0,6215 T suivent la température de l’air. Le terme −35,75 V^0,16 abaisse le résultat quand le vent augmente, avec la petite puissance qui fait que chaque mile par heure supplémentaire compte un peu moins. Le dernier terme, 0,4275 T V^0,16, rend le vent plus important quand l’air est plus froid : à 40 °F, un vent de 30 mph fait baisser le refroidissement éolien de 12 degrés, à −20 °F de 33 degrés.
Le NWS énumère ce qui est entré dans le modèle à l’origine de la formule :
- la vitesse du vent à une hauteur moyenne de 5 pieds, hauteur typique du visage d’un adulte, déduite de mesures à la hauteur normalisée de l’anémomètre, 33 pieds (10 mètres) ;
- un modèle de visage humain ;
- la théorie du transfert de chaleur pour la chaleur perdue par le corps vers son environnement les jours de froid et de vent ;
- un seuil de vent calme abaissé à 3 mph ;
- une norme cohérente pour la résistance thermique des tissus de la peau ;
- pas de soleil, comme par une nuit claire.
Le vent que vous entrez dans la formule est le vent ordinaire à 10 m d’un bulletin météo. La formule tient déjà compte du vent plus lent à hauteur de visage, vous n’avez donc pas à le réduire vous-même.
Exemples calculés
0 °F et 15 mph. V^0,16 = 15^0,16 = 1,543. Alors 35,74 + 0,6215 × 0 − 35,75 × 1,543 + 0,4275 × 0 × 1,543 = 35,74 − 55,14 = −19,4 °F, imprimé −19 sur le tableau. C’est l’exemple du NWS lui-même, et le tableau le colore comme une case de gelure en 30 minutes.
−10 °C et 30 km/h. V^0,16 = 30^0,16 = 1,723. Alors 13,12 − 6,215 − 11,37 × 1,723 + 0,3965 × (−10) × 1,723 = 13,12 − 6,215 − 19,59 − 6,83 = −19,5 °C. À la même température et avec seulement 5 km/h, le résultat est −13 °C, qui est l’exemple donné par la KMA.
Séoul, 24 janvier 2023. Le relevé de la KMA des refroidissements éoliens minimaux quotidiens pour la station 108 (Séoul) donne −16,5 °C avec un vent sur 10 minutes de 25,2 km/h et un refroidissement éolien de −27,2 °C. Avec la formule : 25,2^0,16 = 1,676, donc 13,12 − 10,25 − 19,05 − 10,96 = −27,15, publié −27,2 °C.
Daegwallyeong, 7 janvier 2021. La valeur la plus basse des relevés de cette exposition : −21,7 °C avec un vent sur 10 minutes de 53,6 km/h. 53,6^0,16 = 1,891, donc 13,12 − 13,49 − 21,50 − 16,27 = −38,1 °C, la même valeur que le refroidissement éolien publié par la KMA.
Lire le tableau de refroidissement éolien du NWS
Le tableau du NWS est une grille de 12 vitesses de vent (de 5 à 60 mph, sur le côté) et de 18 températures (de 40 à −45 °F, en haut). Chaque case contient le refroidissement éolien pour ce couple, arrondi au degré entier. L’onglet « Réglages » de cette exposition contient le tableau complet, et un appui sur une case règle la scène sur elle.
Chacune des 216 valeurs imprimées correspond à la formule arrondie au degré le plus proche ; en recalculant les 216, on retrouve les mêmes valeurs. Si vous trouvez sur un tableau imprimé une valeur décalée d’un degré, il s’agit très probablement d’une différence d’arrondi dans une reproduction.
Trois choses méritent d’être remarquées sur le tableau.
- Le long d’une ligne, le refroidissement éolien baisse d’environ 6 ou 7 degrés pour chaque baisse de 5 degrés de la température de l’air. C’est le terme 0,6215 T et le terme 0,4275 T V^0,16 réunis.
- Le long d’une colonne, les premiers paliers de vent comptent le plus. À 20 °F, passer du calme à 5 mph retire déjà 7 degrés (jusqu’à 13 °F), alors que passer de 50 à 60 mph n’en retire qu’un de plus (de −3 à −4 °F).
- Le coin supérieur gauche est au-dessus de zéro au thermomètre, mais en dessous de zéro en refroidissement éolien. 35 °F dans un vent de 30 mph se ressentent comme 22 °F. Ce que cela signifie et ce que cela ne signifie pas est expliqué plus bas.
Entre les valeurs imprimées, la scène utilise la colonne suivante, plus froide, et la ligne suivante, plus venteuse, pour choisir la couleur de gelure. Ainsi, la couleur affichée n’est jamais plus clémente que celle du tableau. Le chiffre du refroidissement éolien lui-même est toujours calculé avec la formule aux valeurs exactes que vous réglez.
Durées de gelure sur le tableau
Le tableau comporte trois bandes colorées : 30 minutes, 10 minutes et 5 minutes. Elles donnent le temps au bout duquel la peau exposée peut geler à cette température et avec ce vent. Les bords des bandes ne suivent pas une valeur unique de refroidissement éolien. Par exemple, −47 °F à 10 mph se trouve dans la bande de 10 minutes, tandis que −48 °F à 60 mph se trouve dans la bande de 5 minutes, et −35 °F à 10 mph est encore dans la bande de 30 minutes. C’est parce que les durées viennent d’un modèle de la vitesse à laquelle la joue se refroidit, qui dépend séparément de la température et du vent, et pas seulement de leur combinaison sous forme de refroidissement éolien.
Le modèle de refroidissement du visage derrière ces durées a été publié en 2003 par Peter Tikuisis et Randall Osczevski, de Recherche et développement pour la défense Canada. Ils ont appliqué leur modèle dynamique à de nombreuses combinaisons de température de l’air et de vent, tabulé les températures stables de la peau de la joue et marqué les durées avant la gelure. L’une de leurs conclusions explique la forme des bandes : pour des combinaisons qui donnent le même refroidissement éolien, la joue se refroidit d’abord plus vite quand le vent est plus fort. Un vent fort sur un air modérément froid peut donc rapprocher la bande de 30 minutes plus qu’un vent léger sur un air plus froid avec le même refroidissement éolien.
Les bandes servent de repère pour un adulte moyen au visage sec. Les essais du NWS ont employé douze adultes volontaires. Pour savoir qui est le plus exposé par le froid, suivez les pages du CDC et du NHS citées dans les sources.
Même refroidissement éolien, autre météo
Comme la formule a deux entrées, des journées très différentes donnent le même refroidissement éolien. L’onglet « Réglages » contient un petit tableau pour cela : il prend le refroidissement éolien que vous avez réglé et donne la température qui produirait la même valeur à 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50 et 60 mph.
Prenons −20 °F comme exemple. À 5 mph, il faut un air à environ −8 °F ; à 20 mph, environ 2 °F ; à 60 mph, environ 9 °F. Les trois journées seraient décrites par le même chiffre, et pourtant il n’est pas pareil d’y être dehors. La journée à fort vent part d’un air plus chaud, de sorte que la couche d’air chaud autour d’un visage est arrachée plus vite au début, ce qui est l’effet décrit par Tikuisis et Osczevski pour les premières minutes d’exposition. La journée à vent léger part d’un air bien plus froid, ce qui compte davantage pour tout ce qui n’est pas de la peau : batteries de voiture, tuyaux, téléphone dans votre poche.
C’est aussi pourquoi les services météorologiques indiquent la température de l’air et le vent à côté du refroidissement éolien. Le refroidissement éolien résume la perte de chaleur d’une peau nue. Il ne remplace pas les deux chiffres dont il provient.
En dessous de 3 mph et au-dessus de 10 °C (50 °F)
Le NWS ne définit la température de refroidissement éolien que pour des températures de l’air inférieures ou égales à 10 °C (50 °F) et des vitesses de vent supérieures à 3 mph. Au-dessus de 10 °C (50 °F), la contrainte de froid due au vent est faible et d’autres indices décrivent la sensation du temps. En dessous de 3 mph, l’air est considéré comme calme et la formule n’est pas utilisée : le refroidissement éolien est simplement la température de l’air.
La KMA applique la même idée en unités métriques. Son portail de données indique que le refroidissement éolien d’hiver n’est calculé que lorsque la température est de 10 °C ou moins et que le vent est de 1,3 m/s ou plus. Le calculateur de la même page renvoie la température de l’air pour des vents de 4,8 km/h ou moins et ne renvoie jamais une valeur plus chaude que la température de l’air.
Dans l’exposition, abaisser le vent à 3 mph ou moins affiche une note indiquant que l’indice n’est pas défini et que la température de l’air s’applique. Élever la température au-dessus de 10 °C (50 °F) produit le même effet.
Une sensation sous zéro, mais pas de gel
Réglez 35 °F et 30 mph : le refroidissement éolien est de 22 °F, dix degrés sous le point de congélation. On est tenté d’en conclure que la peau pourrait geler. Ce n’est pas le cas. Le NWS répond directement : c’est la température de l’air elle-même qui doit être inférieure à zéro pour qu’une gelure se développe sur la peau exposée. Le refroidissement éolien ne peut pas refroidir votre peau en dessous de la température réelle de l’air, donc dans un air au-dessus de zéro, vous n’aurez pas de gelure. Un temps froid, humide et venteux au-dessus de zéro peut malgré tout être dangereux pour d’autres raisons, et le NWS évoque ici l’hypothermie ; cette page n’en parle pas, mais les liens de santé ci-dessous le font.
La même logique explique pourquoi le refroidissement éolien ne veut rien dire pour les objets. Un tuyau dans un air à 25 °F avec un vent de 30 mph gèlera plus vite que dans l’air immobile, parce que le vent lui apporte de l’air froid tout neuf, mais il ne deviendra pas plus froid que 25 °F.
Ce que l’indice laisse de côté
La formule est volontairement simple. Plusieurs facteurs qui changent le froid que vous ressentez vraiment n’y figurent pas.
- Le soleil. Le modèle suppose un ciel de nuit dégagé. Un soleil vif sur votre visage apporte de la chaleur et rend la perte de chaleur réelle plus faible que ne le laisse penser l’indice.
- L’humidité. Quand l’indice a été testé, l’humidité relative modifiait le résultat de moins d’un degré, elle a donc été écartée.
- Les vêtements. Le chiffre concerne la peau nue. La peau couverte n’est pas décrite.
- Votre corps. La taille, la forme physique, la circulation sanguine, la durée passée dehors et le fait de bouger changent tous le froid que vous ressentez. L’indice utilise un visage d’adulte standard.
- La peau mouillée. Une peau mouillée perd sa chaleur bien plus vite par évaporation. L’indice suppose une peau sèche.
Ce sont des raisons de traiter le refroidissement éolien comme un repère sur le temps, et non comme la mesure d’une personne.
La formule de la KMA et ses quatre niveaux
La KMA publie le refroidissement éolien d’hiver avec la formule métrique du JAG/TI vue plus haut, en utilisant le vent moyen sur 10 minutes en km/h. Son portail de données ouvertes donne, pour chaque station, le refroidissement éolien le plus bas de chaque jour d’octobre à avril, avec la température et le vent à ce moment-là. L’été est traité autrement : de mai à septembre, la KMA utilise une formule distincte fondée sur la température et l’humidité.
Le tableau de refroidissement éolien du portail de la KMA colore ses cases selon quatre niveaux :
| Niveau | Refroidissement éolien |
|---|---|
| Attention (관심) | −10 °C ou plus chaud |
| Prudence (주의) | en dessous de −10 °C jusqu’à −25 °C |
| Avertissement (경고) | en dessous de −25 °C jusqu’à −45 °C |
| Danger (위험) | en dessous de −45 °C |
Passez l’exposition en °C pour voir le niveau du temps actuel. En mode °F, le niveau est masqué, car la KMA le définit en °C.
Les chiffres du NWS et de la KMA reposent sur la même formule : une température et un vent donnés produisent donc le même refroidissement éolien à Séoul et à Chicago. Ce qui diffère, c’est la façon dont chaque service le présente : le NWS imprime le tableau de 2001 en °F et émet des produits locaux sur le temps froid, tandis que la KMA publie des valeurs minimales quotidiennes en °C avec ses quatre niveaux.
Les vrais relevés d’hiver
L’onglet « Réglages » contient 26 relevés réels. Chacun donne la température, le vent et le refroidissement éolien tels que la KMA les a publiés, si bien que la scène montre la journée exactement comme elle a été observée.
Voici, d’après le portail de données ouvertes de la KMA, pour 26 stations de Corée du Sud, le plus bas refroidissement éolien minimal quotidien enregistré pendant les hivers de décembre 2017 à février 2026, avec la température et le vent sur 10 minutes à ce moment-là :
| Station | Date | Température | Vent | Refroidissement éolien |
|---|---|---|---|---|
| Daegwallyeong | 7 janv. 2021 | −21,7 °C | 53,6 km/h | −38,1 °C |
| Incheon | 26 janv. 2018 | −17,1 °C | 31,7 km/h | −29,1 °C |
| Chuncheon | 9 janv. 2021 | −21,2 °C | 9,0 km/h | −28,2 °C |
| Dongducheon | 7 janv. 2021 | −17,7 °C | 22,0 km/h | −28,0 °C |
| Hongcheon | 9 janv. 2021 | −21,2 °C | 7,2 km/h | −27,2 °C |
| Jecheon | 7 janv. 2021 | −15,7 °C | 29,2 km/h | −26,8 °C |
| Chungju | 8 janv. 2021 | −17,3 °C | 13,7 km/h | −25,3 °C |
| Yeongwol | 7 janv. 2021 | −13,9 °C | 27,0 km/h | −24,1 °C |
| Wonju | 7 janv. 2021 | −15,1 °C | 16,9 km/h | −23,6 °C |
| Paju | 7 janv. 2021 | −15,5 °C | 35,6 km/h | −27,5 °C |
| Cheorwon | 8 janv. 2021 | −19,2 °C | 12,6 km/h | −27,3 °C |
| Inje | 8 janv. 2021 | −19,0 °C | 13,3 km/h | −27,3 °C |
| Séoul | 24 janv. 2023 | −16,5 °C | 25,2 km/h | −27,2 °C |
| Gangneung | 8 janv. 2021 | −15,0 °C | 31,3 km/h | −26,2 °C |
| Suwon | 8 janv. 2021 | −16,9 °C | 18,0 km/h | −26,1 °C |
| Yangpyeong | 8 janv. 2021 | −15,9 °C | 20,2 km/h | −25,4 °C |
| Sokcho | 7 janv. 2021 | −14,7 °C | 25,6 km/h | −24,9 °C |
| Daejeon | 25 janv. 2023 | −16,6 °C | 11,5 km/h | −23,7 °C |
| Daegu | 8 janv. 2021 | −13,4 °C | 25,2 km/h | −23,2 °C |
| Cheongju | 25 janv. 2023 | −16,3 °C | 10,4 km/h | −22,9 °C |
| Seosan | 24 janv. 2023 | −12,2 °C | 29,2 km/h | −22,3 °C |
| Gwangju | 8 janv. 2021 | −13,5 °C | 16,6 km/h | −21,5 °C |
| Busan | 8 janv. 2021 | −11,7 °C | 25,2 km/h | −21,0 °C |
| Jeonju | 8 janv. 2021 | −15,9 °C | 6,8 km/h | −20,8 °C |
| Ulleungdo | 7 janv. 2021 | −8,0 °C | 41,4 km/h | −18,2 °C |
| Jeju | 24 janv. 2023 | −3,2 °C | 43,2 km/h | −12,0 °C |
Deux constantes se dégagent. La plupart des minima tombent pendant deux vagues de froid, du 7 au 9 janvier 2021 et du 24 au 25 janvier 2023. Et le classement par refroidissement éolien n’est pas le classement par température. Chuncheon était plus froid qu’Incheon de 4 degrés au thermomètre, mais le vent de 31,7 km/h d’Incheon lui a donné le refroidissement éolien le plus bas. Jeju est à peine passée sous zéro, et pourtant un vent de 43,2 km/h a amené son refroidissement éolien à −12,0 °C. En recalculant chacune de ces 26 lignes à partir de la température et du vent, on retrouve le refroidissement éolien publié à 0,1 °C près.
À titre de comparaison, les bilans des bureaux de prévision du NWS aux États-Unis indiquent les valeurs suivantes. Elles ne figurent pas dans l’onglet « Réglages », parce que ces bilans ne donnent pas la vitesse du vent avec elles (et certains ne donnent pas la température), si bien que la scène ne pourrait pas montrer ces matins sans inventer un chiffre :
| Lieu | Date | Température minimale | Refroidissement éolien le plus bas |
|---|---|---|---|
| Grand Forks, ND (aéroport) | 1er févr. 1996 | non indiquée | −65 °F |
| Grand Forks, ND (aéroport) | 29 janv. 2019 | non indiquée | −61 °F |
| Fargo, ND (aéroport) | 19 janv. 1985 | non indiquée | −61 °F |
| Fargo, ND (aéroport) | 29 janv. 2019 | non indiquée | −56 °F |
| Cedar Rapids, IA (aéroport) | 30 janv. 2019 | non indiquée | −55 °F |
| Bloomington, IL (aéroport) | 30 janv. 2019 | −21 °F | −53 °F |
| Chicago O’Hare | 30 janv. 2019 | −23 °F | −52 °F |
| Peoria, IL | 30 janv. 2019 | −20 °F | −44 °F |
| Springfield, IL | 30 janv. 2019 | −14 °F | −40 °F |
| Albany, NY (aéroport) | 4 févr. 2023 | −13 °F | −34 °F |
| Chicago O’Hare | 14 janv. 2024 | −10 °F | −33 °F |
| Chicago O’Hare | 21 janv. 2025 | non indiquée | −28 °F |
Le bureau du NWS de Grand Forks précise que les valeurs de 1996 et de 1985 sont les refroidissements éoliens les plus froids des relevés de l’aéroport depuis 1948.
La vague de froid de janvier 2019
Plusieurs des relevés de cette exposition proviennent des mêmes quelques jours. Fin janvier 2019, une masse d’air arctique s’est installée sur le Midwest des États-Unis, et les bureaux du NWS de la région ont rédigé ensuite des bilans détaillés.
À Chicago, l’aéroport O’Hare a enregistré −23 °F au matin du 30 janvier, la température la plus froide de la ville en 34 ans, et un refroidissement éolien de −52 °F une heure plus tôt. Rockford a battu son record absolu de froid le lendemain matin, avec −31 °F. Peoria a passé 41 heures à 0 °F ou moins. À Mount Carroll, à l’extrême nord-ouest de l’Illinois, un observateur a relevé −38 °F, que le State Climate Extremes Committee reconnaît désormais comme le record absolu de l’Illinois, devant −36 °F en 1999. Plus à l’ouest, Cedar Rapids et Moline ont établi des records absolus de froid, et l’aéroport de Cedar Rapids a signalé un refroidissement éolien de −55 °F. Dans le Dakota du Nord, l’aéroport de Grand Forks a atteint un refroidissement éolien de −61 °F le 29 janvier.
Six ans plus tard, le bureau du NWS de Chicago a noté une particularité d’une vague de froid plus modeste : pendant le froid du 19 au 24 janvier 2025, il y avait peu de neige au sol. Depuis 1942, seulement 28 jours de températures négatives à Chicago ont eu lieu sans couverture neigeuse, un peu moins de 5 % de tous ses jours sous zéro. La neige aide d’ordinaire l’air à se refroidir pendant la nuit ; un air très froid sans elle montre donc à quel point la masse d’air elle-même était froide.
Peau exposée : de quelle part de vous le chiffre parle-t-il
L’indice de refroidissement éolien décrit la peau nue ; il est donc utile de se demander quelle part de peau une personne habillée laisse découverte. Les services de soins des brûlures utilisent depuis des décennies des tableaux de surfaces. Dans le tableau de Lund et Browder de 1944, la tête d’un adulte représente environ 7 % de la surface du corps, le cou 2 % et chaque main 2,5 %. Une personne en veste d’hiver et pantalon, mais sans bonnet, écharpe ni gants, a donc environ 14 % de sa peau dans le vent.
L’interrupteur « Bonnet et protection du visage » de l’exposition couvre la tête et le cou, et l’interrupteur « Gants » couvre les mains. Quand les deux sont activés, la part exposée tombe à 0 % et le refroidissement éolien ne décrit plus aucune partie du mannequin. L’exposition ne calcule pas de combien la peau couverte reste plus chaude : cela dépend du tissu, de son épaisseur, de la quantité de vent qui le traverse et de son humidité, et il n’existe aucune valeur officielle unique. Les protections ne changent que ce à quoi le chiffre s’applique.
L’ancien indice : de l’eau en Antarctique
Le premier indice de refroidissement éolien venait de l’Antarctique. Le NWS décrit ainsi les recherches de 1945 des explorateurs antarctiques Paul Siple et Charles Passel : ils ont mesuré la vitesse de refroidissement de l’eau contenue dans un récipient suspendu à un grand mât à l’extérieur. Environnement Canada décrit le même indice comme estimé en mesurant la perte de chaleur de cylindres d’eau en Antarctique. De ces vitesses est sortie une perte de chaleur en kilocalories par mètre carré et par heure, exprimée ensuite en watts par mètre carré. Les notes du calculateur du NWS donnent encore la formule sous cette forme :
Perte de chaleur (W/m²) = (12,1452 + 11,6222 √V − 1,16222 V) × (33 − T)
avec V en m/s et T en °C. L’exposition affiche ce chiffre dans l’affichage sous le nom de perte de chaleur selon l’indice de 1945, arrondi à 10 W/m² près, afin que vous puissiez comparer la réaction des deux approches au vent.
L’ancien indice a servi aux États-Unis et au Canada pendant des décennies, mais il avait des défauts. Un récipient d’eau gèle plus vite que la chair, si bien que, selon les mots du NWS, l’ancien indice sous-estimait le temps avant la congélation et surestimait l’effet de refroidissement du vent. Environnement Canada en ajoute deux autres : les cylindres en plastique n’ont pas de source de chaleur interne et ne réagissent pas au froid comme les vaisseaux sanguins de la peau, et les anciennes vitesses de vent provenaient de tours situées à plus de 10 mètres au-dessus du sol, et non à la hauteur humaine moyenne de 1,5 mètre, où le frottement réduit le vent à environ deux tiers. Le nouvel indice est parti d’essais sur une tête de mannequin dotée d’une peau en matériau conducteur de chaleur, menés par Environnement Canada et le ministère de la Défense nationale. Au début de l’été 2001, il a été vérifié lors d’essais sur des humains à l’Institut de médecine environnementale de la défense et de la protection civile de Toronto, où 6 volontaires hommes et 6 volontaires femmes se sont assis dans une soufflerie réfrigérée.
Avis et alertes de temps froid
Le chiffre de refroidissement éolien de cette page n’est pas une alerte. Les alertes officielles sont émises par les services météorologiques selon leurs propres critères, qui tiennent compte des prévisions, de la durée et du climat local.
Aux États-Unis, le NWS fixe localement les critères des avis de temps froid (Cold Weather Advisories) et des alertes de froid extrême (Extreme Cold Warnings). À titre d’exemple, le NWS cite la région de Rochester, dans l’État de New York : une alerte de froid extrême quand la température apparente, avec ou sans vent, devrait tomber à −25 °F ou moins, et un avis de temps froid quand la température de l’air ou le refroidissement éolien devrait se situer entre −15 et −24 °F. D’autres régions utilisent d’autres seuils, car les habitants de Minneapolis et d’Atlanta n’ont pas l’habitude des mêmes hivers.
En Corée, la KMA émet des alertes de vague de froid selon ses propres critères. Consultez les pages météo de la KMA pour connaître les alertes en cours et les critères en vigueur ; les valeurs de cette exposition n’en tiennent pas lieu.
Ce que le modèle simplifie
- L’enveloppe d’air chaud est dessinée, pas calculée. Son épaisseur suit 1/√(vent) pour l’image, et l’amincissement du côté du vent et le sillage déchiqueté sont montrés de façon qualitative.
- Les lignes de vent suivent l’écoulement classique autour d’un cylindre vertical de la largeur du corps, plus un sillage ondulé dessiné. L’écoulement réel autour d’une personne est tridimensionnel et turbulent.
- La teinte de la peau exposée suit la température de l’air comme une image. Ce n’est pas une température de peau.
- La bande de gelure vient de la case imprimée du tableau, arrondie vers le côté plus froid et plus venteux entre les valeurs imprimées. Les durées réelles dépendent de la personne et de la situation.
- Le niveau de la KMA utilise le refroidissement éolien en °C arrondi au degré entier, comme le fait le tableau de la KMA.
- Les pourcentages de peau exposée sont des valeurs d’adulte tirées d’un tableau de brûlures, utilisées seulement pour montrer quelle part de peau une personne habillée laisse découverte.
Informations de santé
Cette page ne décrit ni les symptômes de la gelure ou de l’hypothermie ni ce qu’il faut faire. Pour cela, appuyez-vous sur les conseils des organismes de santé et de météorologie :
- CDC, Prévenir les gelures (en anglais)
- NHS, Gelure (en anglais)
- NHS, Hypothermie (en anglais)
- NWS, Sécurité par temps froid (en anglais)
- KMA, guide de l’indice de météo du quotidien (en coréen)
Les adresses figurent dans la liste des sources ci-dessous et dans l’encadré Informations de santé de l’onglet « Réglages ».
Questions
Comment calcule-t-on le refroidissement éolien ?
Avec la formule de 2001 du NWS et du Canada : refroidissement éolien (°F) = 35,74 + 0,6215 T − 35,75 V^0,16 + 0,4275 T V^0,16, avec T en °F et V en mph. En °C avec V en km/h, elle devient 13,12 + 0,6215 T − 11,37 V^0,16 + 0,3965 T V^0,16. La KMA emploie la forme métrique. La formule s’applique aux températures inférieures ou égales à 10 °C (50 °F) et aux vents supérieurs à 3 mph.
Quel est le refroidissement éolien à 0 °F avec un vent de 15 mph ?
−19 °F, comme imprimé sur le tableau du NWS. Le NWS précise qu’à ce refroidissement éolien, la peau exposée peut geler en 30 minutes.
Au bout de combien de temps a-t-on une gelure par temps froid ?
Le tableau du NWS colore trois bandes : 30 minutes, 10 minutes et 5 minutes sur la peau exposée. La bande qui s’applique dépend à la fois de la température et du vent. Par exemple, −25 °F avec un vent de 30 mph se trouve dans la bande de 5 minutes. Les durées viennent d’essais sur douze adultes volontaires, six hommes et six femmes, qui marchaient dans une soufflerie froide.
À partir de quel froid fait-il trop froid pour rester dehors ?
Il n’y a pas de température unique. Le tableau du NWS montre comment le risque augmente sous l’effet combiné du froid et du vent : à 0 °F avec un vent de 15 mph (refroidissement éolien de −19 °F), la peau exposée peut geler en 30 minutes, et à −25 °F avec un vent de 30 mph, elle peut geler en 5 minutes. Chaque bureau météorologique fixe ses seuils d’alerte pour sa propre zone. Près de Rochester, dans l’État de New York, par exemple, le NWS émet un avis de temps froid (Cold Weather Advisory) pour une température de l’air ou un refroidissement éolien de −15 à −24 °F, et une alerte de froid extrême (Extreme Cold Warning) à −25 °F ou moins. En Corée, suivez les alertes de vague de froid de la KMA. Pour savoir qui est le plus à risque, consultez les pages des CDC et du NHS dans la liste des informations de santé. Le modèle de cette page n’est pas une prévision météorologique.
Pourquoi le vent donne-t-il une sensation de froid plus intense ?
La peau réchauffe une fine couche d’air immobile à son contact, épaisse de quelques millimètres à quelques centimètres, et la chaleur doit traverser cette couche pour s’échapper. Le vent remplace sans cesse l’air réchauffé par de l’air froid et amincit la couche, si bien que la peau perd sa chaleur plus vite. L’air lui-même n’est pas plus froid : un thermomètre placé dans le même vent indique la même température. Le refroidissement éolien exprime cette perte de chaleur accélérée sur une échelle de température. Augmentez le vent sur la scène et observez la couche orange s’amincir du côté exposé au vent.
Quelle est la différence entre le refroidissement éolien et l’indice de chaleur ?
Ils décrivent des conditions météorologiques opposées. Le refroidissement éolien combine la température de l’air et le vent, et le NWS ne l’utilise qu’à 50 °F ou moins, avec un vent supérieur à 3 mph. L’indice de chaleur combine la température de l’air et l’humidité relative par temps chaud : dans l’exemple du NWS, un air à 96 °F avec 65 % d’humidité donne un indice de chaleur de 121 °F. Certaines applications affichent une seule valeur de température « ressentie », qui correspond au refroidissement éolien en hiver et à l’indice de chaleur en été. Cette exposition ne traite que du refroidissement éolien.
Peut-on avoir une gelure quand la température est au-dessus de zéro ?
Non. Le NWS indique que la température de l’air doit être inférieure à zéro pour qu’une gelure se développe sur la peau exposée. Un refroidissement éolien inférieur à 32 °F dans un air supérieur à 32 °F ne provoque pas de gelure, même si le froid et l’humidité présentent d’autres risques.
Le refroidissement éolien agit-il sur les voitures, les tuyaux ou les plantes ?
Le vent refroidit les objets plus vite, mais seulement jusqu’à la température de l’air. Un radiateur de voiture dans un air à −5 °F avec un refroidissement éolien de −31 °F ne descendra pas sous −5 °F. Le refroidissement éolien, en tant que chiffre, s’applique aux personnes et aux animaux.
Pourquoi les chiffres de refroidissement éolien diffèrent-ils d’une application à l’autre ?
La plupart des services utilisent la même formule de 2001, les différences viennent donc en général des données d’entrée : une prévision plutôt qu’une observation, un vent moyenné sur une autre durée, une station située ailleurs, ou un arrondi. Certaines applications affichent aussi une valeur de « température ressentie » qui mêle le refroidissement éolien en hiver et un indice de chaleur en été.
Le refroidissement éolien coréen (체감온도) est-il le même que l’américain ?
En hiver, oui. Le portail de données ouvertes de la KMA donne la même formule du JAG/TI en °C et en km/h, utilisée avec le vent moyen sur 10 minutes, pour des températures de 10 °C ou moins et des vents de 1,3 m/s ou plus. En été, la KMA emploie une autre formule fondée sur la température et l’humidité.
Quelle vitesse de vent entre dans la formule ?
Le vent normalisé à 10 m (33 ft) d’une station météo ou d’une prévision. La formule tient elle-même compte du vent plus faible à hauteur de visage, environ 5 pieds.
Pourquoi le refroidissement éolien n’est-il pas donné quand le vent est faible ?
En dessous de 3 mph, l’air est considéré comme calme et la formule n’est pas utilisée ; le refroidissement éolien est égal à la température de l’air. Le calculateur de la KMA fait de même pour les vents de 4,8 km/h ou moins.
Le soleil change-t-il le refroidissement éolien ?
L’indice suppose l’absence de soleil, comme par une nuit claire. Le soleil sur le visage apporte de la chaleur, de sorte que la perte de chaleur réelle est inférieure à ce que laisse penser l’indice. La formule ne comporte aucune correction pour cela.
Quels sont les niveaux de refroidissement éolien de la KMA ?
Le tableau de la KMA colore le refroidissement éolien en quatre niveaux : Attention à −10 °C ou plus chaud, Prudence en dessous de −10 jusqu’à −25 °C, Avertissement en dessous de −25 jusqu’à −45 °C, et Danger en dessous de −45 °C.
Quel était l’ancien indice de refroidissement éolien ?
L’indice conçu par Paul Siple et Charles Passel à partir d’expériences de congélation de l’eau en Antarctique, publié en 1945. Il a été remplacé en 2001 par l’indice du JAG/TI, qui modélise la perte de chaleur d’un visage humain.
Vocabulaire
- Température de refroidissement éolien : la température en air immobile qui enlèverait la chaleur à une peau nue aussi vite que la température et le vent réels.
- Couche limite thermique : la fine couche d’air contre une surface chaude, que la chaleur doit traverser par conduction.
- JAG/TI : Joint Action Group for Temperature Indices, le groupe qui a arrêté l’indice de 2001.
- Durée de gelure : sur le tableau du NWS, le temps au bout duquel la peau exposée peut geler à une température et avec un vent donnés.
- Vent à 10 m : vent mesuré à la hauteur normalisée de l’anémomètre, 10 mètres (33 pieds).
- Peau exposée : peau non couverte par les vêtements, la seule que décrit l’indice.
Sources
- National Weather Service, Wind Chill Chart (effective 11/01/01). https://www.weather.gov/media/safety/windchillchart3.pdf (vérifié le 2026-10-28)
- National Weather Service, Understanding Wind Chill (with Wind Chill FAQ). https://www.weather.gov/safety/cold-wind-chill-chart (vérifié le 2026-10-28)
- National Weather Service El Paso, Wind Chill calculator notes (formula in °F and in W/m²). https://www.weather.gov/media/epz/wxcalc/windChill.pdf (vérifié le 2026-10-28)
- National Weather Service El Paso, Wind Chill Calculator. https://www.weather.gov/epz/wxcalc_windchill (vérifié le 2026-10-28)
- NOAA Weather Prediction Center, Wind Chill (knots table). https://www.wpc.ncep.noaa.gov/html/windchill.shtml (vérifié le 2026-10-28)
- National Weather Service, Cold Safety. https://www.weather.gov/safety/cold (vérifié le 2026-10-28)
- National Weather Service, Heat Index (Heat Safety Resources). https://www.weather.gov/safety/heat-index (vérifié le 2026-10-30)
- Korea Meteorological Administration, Open MET Data Portal, 체감온도 (formula, conditions, wind chill table and daily station values). https://data.kma.go.kr/climate/windChill/selectWindChillChart.do (vérifié le 2026-10-28)
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- NWS Chicago, January 30-31, 2019: Record to Near-Record Cold in Northern Illinois. https://www.weather.gov/lot/RecordColdJan2019 (vérifié le 2026-10-28)
- NWS Lincoln, IL, Review of the Arctic Blast of Late January 2019. https://www.weather.gov/ilx/30jan2019-arctic (vérifié le 2026-10-28)
- NWS Quad Cities, Summary of Record Cold: Jan 29-31 2019. https://www.weather.gov/dvn/summary_01302019 (vérifié le 2026-10-28)
- NWS Grand Forks, Late January 2019 Extreme Cold Summary. https://www.weather.gov/fgf/2019_01_29-31_ExtremeCold (vérifié le 2026-10-28)
- NWS Albany, February 3-4, 2023 Arctic Cold. https://www.weather.gov/aly/February_3-4_2023_Arctic_Cold (vérifié le 2026-10-28)
- NWS Chicago, January 14-17, 2024: Multiday Stretch of Bitterly Cold Temperatures and Wind Chills. https://www.weather.gov/lot/2024_01_14-17_Cold (vérifié le 2026-10-28)
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- NOAA National Centers for Environmental Information, State Climate Extremes Committee records. https://www.ncei.noaa.gov/access/monitoring/scec/records (vérifié le 2026-10-28)
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Textes et simulations : CC BY-NC-SA 4.0, sauf mention contraire.





