Voir la source de Indice de chaleur

{{Infobox Grandeur physique
 | nom            = Indice de chaleur
 | image          = Conant Heat Index & Windchill Gauge Weather Station.jpg
 | légende        = Cadran montrant la valeur de l'indice de chaleur (en jaune-rouge) au croissement des deux aiguilles (température et humidité relative).
 | unités         = 
 | autres unités  = 
 | symbole        = 
 | unités de base = 
 | dimension      = Indice calculé pour être semblable à une [[température]].
 | extensive      = 
 | intensive      = oui
 | conservative   = 
 | nature         = Scalaire
 | expressions    =
 | valeur         = 
}}
L’'''indice de chaleur''', en [[anglais]] '''''heat index''''' (HI) ou '''''humiture'''''<ref name=histoire/>, est un indice développé aux [[États-Unis]]. Il combine la [[température]] de l'air ambiant et l'[[humidité relative]] pour une température relevée de minimum 20°C<ref name=SteadmanI/>, dans des zones ombragées, pour tenter de déterminer la perception de la température que ressent le corps humain<ref>{{Lien archive|horodatage archive=20141007182605|url=http://www.meteosuisse.admin.ch/web/fr/meteo/sante/mensch_und_wetter/chaleur.html |titre=Chaleur |site=meteosuisse.admin.ch}}.</ref>, c'est-à-dire de combien il ressentirait la chaleur si l'[[hygrométrie]] était à une autre valeur à l'ombre. Le résultat est également connu comme la « [[Température ressentie|température ressentie à l'air]] » ou « la température apparente ».


== Généralités ==
L’indice de chaleur est basé sur la capacité du corps humain à refroidir la peau par la production de [[sueur]]. Celle-ci s'évapore dans l'air ce qui nécessite de l'énergie qui est prise au milieu et baisse la température de la [[couche limite]] touchant à la peau, donnant une sensation de fraîcheur. Quand l'humidité relative de l'air augmente, l'évaporation se fait moins bien et donne une sensation subjective de chaleur accrue, notamment en cas de manque de ventilation par le vent. La formule fut développée en [[Degré Fahrenheit|degrés Fahrenheit]] et il faut donc faire la conversion vers cette unité si les données sont en Celsius. Elle calcule par exemple que la température de {{conversion|32|°C|°F|1|abbr=on}} avec 80 % d'humidité relative serait équivalente à {{conversion|41|°C|°F|1|abbr=on}} avec une humidité de 20 % (voir tableau). De même, si la température et la température d'index de chaleur sont de {{conversion|32|°C|°F|1|abbr=on}}, l'humidité relative implicite est de 38 %.

Cet indice ne doit pas être confondu avec le facteur [[humidex]] canadien qui utilise une autre formule pour quantifier le même effet.

== Histoire ==
En 1978, George Winterling, un [[Météorologie à la télévision|météorologue à une station télévision]] en Floride, développe une formule pour essayer de quantifier l'effet de l'humidité sur la température perçue par le corps humain pour ses auditeurs dans cette région très humide. Il nomme cet indice « ''humiture'' »<ref name=histoire>{{Lien web | langue = en | url= https://web.archive.org/web/20090501235323/http://www.news4jax.com/news/19262258/detail.html | titre= George Winterling: A Lifelong Passion For Weather | site = WJXT | date= 23 avril 2009 | issn = 0021-8952 | consulté le= 7 juillet 2017}}.</ref>. Cette information devient tellement populaire qu'un an plus tard, le [[National Weather Service]] (NWS) adopte le concept selon une formule développée par Robert G. Steadman<ref name=SteadmanI>{{Article |langue=en|nom1=Steadman|prénom1=R. G.|titre=The Assessment of Sultriness. Part I: A Temperature-Humidity Index Based on Human Physiology and Clothing Science|périodique=[[Journal of Applied Meteorology]]|date=juillet 1979|volume=18|numéro=7|pages=861–873|doi=10.1175/1520-0450(1979)018<0861:TAOSPI>2.0.CO;2|bibcode=1979JApMe..18..861S|consulté le=2024-06-29}}.</ref>{{,}}<ref name=SteadmanII>{{Article |langue=en|nom1=Steadman|prénom1=R. G.|titre=The Assessment of Sultriness. Part II: Effects of Wind, Extra Radiation and Barometric Pressure on Apparent Temperature|périodique=[[Journal of Applied Meteorology]]|date=July 1979|volume=18|numéro=7|pages=874–885 |doi=10.1175/1520-0450(1979)018<0874:TAOSPI>2.0.CO;2 |bibcode=1979JApMe..18..874S|consulté le=2024-06-29}}.</ref>.

== Principe ==
L’''Heat Index'' du NWS<ref name=SteadmanI/>{{,}}<ref name=SteadmanII/>, comme le [[refroidissement éolien]], utilise comme hypothèse la masse et le volume, les vêtements portés, l'activité physique, la densité du sang, l'ensoleillement et l'exposition aux ultraviolets, ainsi que le vent, pour une personne moyenne dans des conditions normales<ref>{{Lien web | langue = en| url= http://www.slate.com/articles/news_and_politics/explainer/2005/07/how_does_the_heat_index_work.html | titre= How do they figure the heat index? | auteur= Daniel Engber | site= Slate Magazine | date= | consulté le= 16 septembre 2013}}</ref>. Sa formule est calculée à partir des [[Degré Fahrenheit|degrés Fahrenheit]] (°F) selon :

<math>\mathrm{HI} = c_1 + c_2 T + c_3 R + c_4 T R + c_5 T^2 + c_6 R^2 + c_7 T^2R + c_8 T R^2 + c_9 T^2 R^2\ \, </math>

Où
:<math>\mathrm{HI}\,\!</math> = Indice de chaleur (°F)
:<math>T\,\!</math> = température de l'air (°F)
:<math>R\,\!</math> = humidité relative (0 à 100)
:<math>c_1 = -42{,}379, \,\!</math> <math>c_2 = 2{,}049\,015\,23, \,\!</math> <math>c_3 = 10{,}143\,331\,27,\,\!</math> <math>c_4 = -0{,}224\,755\,41, \,\!</math> <math>c_5 = -6{,}837\,83 \times 10^{-3},\,\!</math> <math>c_6 = -5{,}481\,717 \times 10^{-2},\,\!</math> <math>c_7 = 1{,}228\,74 \times 10^{-3}, \,\!</math> <math>c_8 = 8{,}5282 \times 10^{-4}, \,\!</math> <math>c_9 = -1{,}99 \times 10^{-6}.\,\!</math>

Comme les coefficients sont reliés à leur unité de température, les valeurs équivalentes en degrés Celsius doivent être donc obtenus par conversion. 

Voici un tableau pour des températures et humidité typiques :
{| class="wikitable" style="text-align: center;"
|+ Indice de chaleur en degrés Celsius
|-
| rowspan=2 colspan=2 | &nbsp;
| colspan=17 | température (°C)
|-
! scope="col" | 27
! scope="col" | 28
! scope="col" | 29
! scope="col" | 30
! scope="col" | 31
! scope="col" | 32
! scope="col" | 33
! scope="col" | 34
! scope="col" | 35
! scope="col" | 36
! scope="col" | 37
! scope="col" | 38
! scope="col" | 39
! scope="col" | 40
! scope="col" | 41
! scope="col" | 42
! scope="col" | 43
|-
| rowspan=14 | Humidité relative (%)
|-
! scope="row" | 40
| style="background: yellow" | 27 || style="background: yellow" | 28 || style="background: yellow" | 29 || style="background: yellow" | 30 || style="background: yellow" | 31 || style="background: yellow" | 32 || style="background: gold" | 34 || style="background: gold" | 35 || style="background: gold" | 37 || style="background: gold" | 39 || style="background: Orange" | 41 || style="background: Orange" | 43 || style="background: Orange" | 46 || style="background: Orange" | 48 || style="background: Orange" | 51 || style="background: Red" | 54 || style="background: Red" | 57
|-
! scope="row" | 45
| style="background: yellow" | 27 || style="background: yellow" | 28 || style="background: yellow" | 29 || style="background: yellow" | 30 || style="background: yellow" | 32 || style="background: gold" | 33 || style="background: gold" | 35 || style="background: gold" | 37 || style="background: gold" | 39 || style="background: Orange" | 41 || style="background: Orange" | 43 || style="background: Orange" | 46 || style="background: Orange" | 49 || style="background: Orange" | 51 || style="background: Red" | 54 || style="background: Red" | 57 ||style="background: Red" |
|-
! scope="row" | 50
| style="background: yellow" | 27 || style="background: yellow" | 28 || style="background: yellow" | 30 || style="background: yellow" | 31 || style="background: gold" | 33 || style="background: gold" | 34 || style="background: gold" | 36 || style="background: gold" | 38 || style="background: Orange" | 41 || style="background: Orange" | 43 || style="background: Orange" | 46 || style="background: Orange" | 49 || style="background: Orange" | 52 || style="background: Red" | 55 || style="background: Red" | 58 || style="background: Red" | ||style="background: Red" |
|-
! scope="row" | 55
| style="background: yellow" | 28 || style="background: yellow" | 29 || style="background: yellow" | 30 || style="background: yellow" | 32 || style="background: gold" | 34 || style="background: gold" | 36 || style="background: gold" | 38 || style="background: Orange" | 40 || style="background: Orange" | 43 || style="background: Orange" | 46 || style="background: Orange" | 48 || style="background: Orange" | 52 || style="background: Red" | 55 || style="background: Red" | 59 || style="background: Red" | || style="background: Red" | ||style="background: Red" |
|-
! scope="row" | 60
| style="background: yellow" | 28 || style="background: yellow" | 29 || style="background: yellow" | 31 || style="background: gold" | 33 || style="background: gold" | 35 || style="background: gold" | 37 || style="background: Orange" | 40 || style="background: Orange" | 42 || style="background: Orange" | 45 || style="background: Orange" | 48 || style="background: Orange" | 51 || style="background: Red" | 55 || style="background: Red" | 59 || style="background: Red" | || style="background: Red" | || style="background: Red" | ||style="background: Red" |
|-
! scope="row" | 65
| style="background: yellow" | 28 || style="background: yellow" | 30 || style="background: yellow" | 32 || style="background: gold" | 34 || style="background: gold" | 36 || style="background: gold" | 39 || style="background: Orange" | 41 || style="background: Orange" | 44 || style="background: Orange" | 48 || style="background: Orange" | 51 || style="background: Red" | 55 || style="background: Red" | 59 || style="background: Red" | || style="background: Red" | || style="background: Red" | || style="background: Red" | ||style="background: Red" |
|-
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| style="background: yellow" | 29 || style="background: yellow" | 31 || style="background: gold" | 33 || style="background: gold" | 35 || style="background: gold" | 38 || style="background: Orange" | 40 || style="background: Orange" | 43 || style="background: Orange" | 47 || style="background: Orange" | 50 || style="background: Red" | 54 || style="background: Red" | 58 || style="background: Red" | || style="background: Red" | || style="background: Red" | || style="background: Red" | || style="background: Red" | ||style="background: Red" |
|-
! scope="row" | 75
| style="background: yellow" | 29 || style="background: yellow" | 31 || style="background: gold" | 34 || style="background: gold" | 36 || style="background: gold" | 39 || style="background: Orange" | 42 || style="background: Orange" | 46 || style="background: Orange" | 49 || style="background: Red" | 53 || style="background: Red" | 58 || style="background: Red" | || style="background: Red" | || style="background: Red" | || style="background: Red" | || style="background: Red" | || style="background: Red" | || style="background: Red" |
|-
! scope="row" | 80
| style="background: yellow" | 30 || style="background: yellow" | 32 || style="background: gold" | 35 || style="background: gold" | 38 || style="background: Orange" | 41 || style="background: Orange" | 44 || style="background: Orange" | 48 || style="background: Red" | 52 || style="background: Red" | 57 || style="background: Red" | || style="background: Red" | || style="background: Red" | || style="background: Red" | || style="background: Red" | || style="background: Red" | ||style="background: Red" | ||style="background: Red" |
|-
! scope="row" | 85
| style="background: yellow" | 30 || style="background: gold" | 33 || style="background: gold" | 36 || style="background: gold" | 39 || style="background: Orange" | 43 || style="background: Orange" | 47 || style="background: Orange" | 51 || style="background: Red" | 55 || style="background: Red" | || style="background: Red" | || style="background: Red" | || style="background: Red" | || style="background: Red" | || style="background: Red" | || style="background: Red" | || style="background: Red" | ||style="background: Red" |
|-
! scope="row" | 90
| style="background: yellow" | 31 || style="background: gold" | 34 || style="background: gold" | 37 || style="background: Orange" | 41 || style="background: Orange" | 45 || style="background: Orange" | 49 || style="background: Red" | 54 || style="background: Red" | || style="background: Red" | || style="background: Red" | || style="background: Red" | || style="background: Red" | || style="background: Red" | || style="background: Red" | || style="background: Red" | ||style="background: Red" | ||style="background: Red" |
|-
! scope="row" | 95
| style="background: yellow" | 31 || style="background: gold" | 35 || style="background: gold" | 38 || style="background: Orange" | 42 || style="background: Orange" | 47 || style="background: Red" | 51 || style="background: Red" | 57 || style="background: Red" | || style="background: Red" | || style="background: Red" | || style="background: Red" | || style="background: Red" | || style="background: Red" | || style="background: Red" | || style="background: Red" | ||style="background: Red" | ||style="background: Red" |
|-
! scope="row" | 100
| style="background: yellow" | 32 || style="background: gold" | 36 || style="background: Orange" | 40 || style="background: Orange" | 44 || style="background: Orange" | 49 || style="background: Red" | 54 || style="background: Red" | || style="background: Red" | || style="background: Red" | || style="background: Red" | || style="background: Red" | || style="background: Red" | || style="background: Red" | || style="background: Red" | || style="background: Red" | ||style="background: Red" | ||style="background: Red" |
|}
{{Légende/Début}}{{Légende|yellow|Inconfort}}{{Légende|Gold|Extrême inconfort}}{{Légende|Orange|Danger}}{{Légende|Red|Danger extrême}}{{Légende/Fin}}

Cet indice n'est calculé que si la [[pression partielle]] de vapeur d'eau contenue dans l'air est égale ou dépasse {{Unité|16|[[Pascal (unité)|hPa]]}} car il est estimé que l'évaporation de la sueur est affectée de façon négligeable pour une humidité de l'air plus basse. À [[pression atmosphérique]] normale (autour de {{Unité|1013|[[Pascal (unité)|hPa]]}}), ceci correspond à un point de rosée de {{unité|14|°C}} et un rapport de mélange de {{formatnum:0.01}} (10 grammes de vapeur d'eau par kilogramme d'air sec)<ref name=SteadmanI/>. La formule n'est également valable que pour des valeurs égale ou dépassant une température de l'air de {{unité|27|°C}}, un point de rosée de {{unité|12|°C}} et une humidité relative de 40 %<ref>{{Lien web| langue = en | format = pdf |url= http://www.campbellsci.com/documents/technical-papers/heatindx.pdf | titre= Heat Index | site= Heat Index Campbell Scientific Inc.| consulté le = 16 septembre 2013}}</ref>.

Plus la température est élevée, plus l’[[humidité relative]] de l'air doit être petite pour commencer à obtenir une augmentation de la température ressentie. Par exemple, à {{unité|27|°C}}, l'indice de chaleur donne la même chose que la température ambiante si l'humidité est de 45 % mais à {{unité|43|°C}}, il ne suffit que d'avoir une humidité relative de plus de 17 % pour que l'indice donne une température ressentie supérieure.

== Limitations ==
Comme l’''humidex'', l’indice de chaleur tient compte de la température de l'air et de l'humidité. Il comprend en plus des paramètres pour des valeurs moyennes à l'exposition de la peau au soleil, qui va augmenter sa température par rapport à l'air, et des vents qui aident à l'évaporation de la sueur et donc au rafraîchissement de la peau. Un indice plus complet est celui de la ''[[Température au thermomètre-globe mouillé]]''.

== Effets de l'indice de chaleur ==
{| class="wikitable"
! en degrés<br>Celsius|| Notes
|-
| 27–32 °C 
| Attention : la fatigue est possible à la suite d'une activité et d'une exposition prolongées. Une activité continue pourrait entraîner des [[crampes de chaleur]]
|-
| 32–41 °C
| Attention extrême : des crampes de chaleur et un {{Lien|langue=en|trad=Heat exhaustion|fr=épuisement par la chaleur}} sont possibles. L'activité continue peut entraîner une [[hyperthermie]] (coup de chaleur/Insolation).
|-
| 41–54 °C
| Danger : les crampes de chaleur et l'épuisement par la chaleur sont probables; L'hyperthermie (coup de chaleur/insolation) est probable lors d'une activité continue.
|-
| au-delà de 54 °C
| Danger extrême : L'hyperthermie (coup de chaleur/insolation) est imminente.
|}

L'exposition directe et prolongée au soleil peut augmenter les valeurs de l'indice de chaleur jusqu'à 8°C<ref name=Pueblo>[https://web.archive.org/web/20110629041320/http://www.crh.noaa.gov/pub/heat.php Heat Index] on the website of the Pueblo, CO United States National Weather Service.</ref>.

== Informatique ==
[[Fichier:Indice de chaleur dans weewx.png|vignette|Image générée par le logiciel weeWX pour l'indice de chaleur dans sa page de rapport quotidien. La période où l'indice de chaleur est dans la zone d'alerte est en rouge.]]

Les observateurs amateurs qui possèdent une [[station météorologique]] personnelle peuvent alimenter des logiciels associés à leur instrument, ou des logiciels libres comme Weewx<ref>{{Site officiel|langue=en|url=http://weewx.com/|titre= weeWX: Open source software for your weather station}}.</ref>, qui permettent de générer des rapports graphiques de la variation des paramètres atmosphériques. Ceci permet entre autres de suivre la variation de l'indice de chaleur et un rehaussement peut être programmé qui rehausse la courbe lorsque le niveau d'alerte est dépassé. Les utilisateurs peuvent alors prendre des mesures de précaution pour la protection des personnes et des animaux.

Des sorties similaires sont disponibles dans les sites des services météorologiques nationaux, comme le [[National Weather Service]], ou commerciales, comme [[Weather Underground (service météo)|Weather Underground]], à partir des données des stations officielles.

== Notes et références ==
{{Références}}

{{Palette|Données et variables météorologiques}}
{{Portail|météorologie}}

[[Catégorie:Indice météorologique|Chaleur]]