La chaleur meurtrière est plus froide que vous ne le pensez : l’inquiétante science des « températures du thermomètre mouillé »

Croyez-le ou non, il existe une sorte de chaleur à laquelle on ne peut résister. Et un milliard de personnes seront obligées de la supporter à chaque hausse de 1 °C (1,8 °F) des températures mondiales au cours des 50 prochaines années.^[1]

Imaginez que vous travaillez dans une chaleur accablante sans climatisation. Des millions de personnes n’ont pas à l’imaginer, car c’est exactement ce qu’elles vivent actuellement. Heureusement, elles ont libre accès à un système de régulation de température hautement avancé : leur propre corps. Si vous vous retrouviez sous l’aveuglant soleil indien, travaillant côte à côte avec un ouvrier agricole, ne pas perdre la raison vous préoccuperait probablement davantage que vous rafraichir. Mais votre corps saurait quoi faire. Vos vaisseaux sanguins se dilateraient, permettant au sang de transférer sa chaleur à l’environnement. Et, surtout, vous transpireriez.

Lorsqu’il a conçu le premier système de climatisation moderne en 1902, Willis Carrier a découvert comment nous maintenir au frais en extrayant l’humidité de l’air.^[2] Cependant, pour climatiser le corps humain, l’évolution a fait encore mieux, en émettant de l’humidité dans l’air. Lorsque notre sueur s’évapore, elle emporte la chaleur avec elle. Tant que nous buvons beaucoup d’eau, nous pouvons toujours en utiliser une partie pour nous rafraîchir en transpirant. C’est une méthode très efficace qui nous a beaucoup servi depuis des millénaires et qui nous a permis de coloniser certains des endroits les plus chauds de la planète. Mais elle n’est pas infaillible.

Parfois, transpirer ne sert à rien. Dans certaines conditions, il est littéralement impossible que la sueur s’évapore, ce qui signifie que notre corps n’a aucun moyen de se refroidir. Ce phénomène potentiellement mortel est mesuré à l’aide d’un système appelé « température du thermomètre mouillé ». Auparavant, les conditions extrêmes étaient rares, mais à cause du changement climatique, elles se produisent désormais avec une régularité alarmante dans certaines parties du monde.

Que se passe-t-il lorsque nous ne pouvons pas nous refroidir ?

Les humains doivent maintenir leur température corporelle centrale à environ 37,5 degrés Celsius (°C) ou 99,5 degrés Fahrenheit (°F). À mesure qu’il se réchauffe, votre corps doit travailler de plus en plus pour se refroidir. Lorsque vos vaisseaux sanguins se dilatent, ils abaissent la tension artérielle, ce qui oblige le cœur à travailler davantage pour pomper le sang. Si votre pression chute trop, vos organes ne reçoivent plus assez de sang et le risque d’infarctus du myocarde augmente. En outre, vous perdez des liquides et des sels en transpirant.

Si votre température continue d’augmenter, vous ressentirez les symptômes de l’épuisement causé par la chaleur, notamment des évanouissements, des crampes et une soif extrême. L’exposition à long terme au stress thermique peut causer des calculs rénaux et des problèmes cardiaques. Dans le meilleur des cas. Si vous ne pouvez pas du tout vous rafraîchir, vous serez victime d’un coup de chaleur : confusion, perte de conscience, défaillance des organes et décès.

Si vous ne pouvez pas éviter la chaleur, la transpiration est votre seule bouée de sauvetage.

Elfatih Eltahir, professeur d’hydrologie et de climat au Massachusetts Institute of Technology, et expert mondial du phénomène du thermomètre mouillé^[3], explique ainsi ce phénomène :

« Nous, les humains, sommes équipés pour faire face aux environnements chauds et secs, si nous avons suffisamment d’eau. Si vous vous hydratez continuellement, vous transpirez, et en s’évaporant, la transpiration rafraîchit votre corps. […] Si vous ajoutez de l’humidité à cette équation, cela interfère avec le processus naturel grâce auquel les humains peuvent faire face au stress thermique. »

Comment fonctionne la température du thermomètre mouillé ?

La température du thermomètre mouillé indique comment le corps humain peut se refroidir en transpirant. Elle est mesurée en enveloppant un thermomètre dans un chiffon humide et en laissant l’eau s’évaporer naturellement. La température la plus basse qui est mesurée est la température du thermomètre mouillé.

Cette température est presque toujours plus froide que la température enregistrée par un thermomètre normal (c.-à-d. sec). Cela est dû au fait que le thermomètre perd de la chaleur en raison de l’évaporation de l’eau : plus l’eau s’évapore rapidement, plus la température du thermomètre sera basse par rapport à celle de l’air.

Le taux d’évaporation est directement influencé par la température absolue et la quantité d’humidité supplémentaire que l’air peut contenir, appelée humidité relative. Un air chaud peut absorber davantage de vapeur d’eau, et plus rapidement, qu’un air froid. Cependant, à mesure que l’air absorbe de la vapeur d’eau et devient de plus en plus humide, il y a de moins en moins de place pour la vapeur d’eau supplémentaire, et le taux d’évaporation ralentit. Une humidité relative de 0 % signifie que l’air est complètement sec. Un taux de 100 % signifie qu’il ne peut pas être plus humide.

Cela signifie, que quelle que soit la quantité de transpiration que vous produisez, elle ne s’évaporera pas.

Qu’est-ce qu’une température dangereuse ?

Ce n’est pas seulement une donnée scientifique intéressante. Il s’agit d’une situation qui peut être fatale. À tel point que dans les années 1950, l’armée américaine utilisait les températures du thermomètre mouillé (WBT) pour établir des directives visant à assurer la sécurité des soldats. Lorsque la WBT atteint 29 °C (84 °F), et si vous n’êtes pas acclimaté, il est recommandé d’arrêter de faire de l’exercice. Toute température supérieure représente un danger extrême, et augmente considérablement le risque de coup de chaleur.^[4] Lorsque la température du thermomètre mouillé atteint 35 °C (95 °F), une personne en bonne santé risque de ne pas pouvoir survivre à l’extérieur plus de six heures.^[5]

Si l’humidité continue d’augmenter, la température du thermomètre mouillé finit par égaler la température réelle. En d’autres termes, bien que mouillé, le thermomètre ne se refroidit plus du tout. Et il est probable que plus personne ne soit dans les parages.

Combinée avec l’humidité, la chaleur tue plus rapidement

Si l’humidité relative est de 100 %, il est impossible de se rafraîchir en transpirant. Mais même des niveaux d’humidité inférieurs à 100 % peuvent être dangereux. Même si la température réelle dépasse 50 °C (122 °F), bien au-dessus de la température centrale idéale du corps humain, tant que l’air est suffisamment sec, la sueur s’évapore et aide à se rafraîchir. Tout dépend du rapport entre la température et l’humidité. Plus l’humidité est élevée, plus la température réelle peut causer des problèmes de santé (et vice versa).

Par exemple, dans le contexte du Moyen-Orient, Riyad, la capitale de l’Arabie saoudite, se trouve au milieu du désert. Dubaï, aux ÉAU, se trouve sur la côte du golfe Persique. La température à Riyad est en général beaucoup plus élevée qu’à Dubaï. Cependant, la température du thermomètre mouillé est significativement plus élevée à Dubaï qu’à Riyad, car l’air désertique de Riyad est beaucoup plus sec, et donc capable d’absorber plus d’humidité qu’à Dubaï, où l’air de la côte est très humide.

Vous pouvez bronzer à des températures plus élevées que celles qui pourraient vous tuer. Par exemple, si la température réelle est de 32 °C (90 °F) et l’humidité relative de 95 %, cela est suffisant pour atteindre une dangereuse température du thermomètre mouillé de 30 °C. Mais si l’humidité est de seulement 45 %, il faut une température réelle de 40 °C (104 °F) ou plus pour atteindre une telle température du thermomètre mouillé.^[6]

Des termes comme « humidité relative » et « température du thermomètre mouillé » peuvent sembler un peu… secs. De plus, certains disent que nous avons survécu à de telles chaleurs auparavant. Pourquoi ne pouvons-nous pas le faire à nouveau ?

Sommes-nous aussi adaptables que nous le pensons ?

En réalité, la plupart des êtres humains ont toujours vécu dans des régions ayant des températures comprises entre 6 °C (43 °F) et 28 °C (82 °F). C’est la fourchette idéale pour la santé humaine et la production alimentaire. Mais à mesure que le changement climatique crée des conditions météorologiques extrêmes, cette fourchette rétrécit. En tant qu’êtres humains, nous sommes particulièrement vulnérables parce que la terre se réchauffe plus vite que les océans, et que la croissance démographique a lieu principalement dans des régions d’Afrique et d’Asie déjà très chaudes.

Une augmentation de température globale de 3 °C signifie que l’homme moyen est plus chaud de 7,5 °C. D’ici la fin du siècle, environ 30 % d’entre nous vivront dans une chaleur extrême, définie comme une température moyenne de 29 °C (84 °F). Ces températures sont à elles seules une source importante de préoccupation. Mais la température du thermomètre mouillé est un autre problème. À mesure que l’humidité augmente parallèlement aux températures, la température du thermomètre mouillé dépassera de plus en plus souvent 32 °C.

Qui est le plus en danger ?

Tout le monde peut être affecté par la chaleur, en particulier lorsque la température du thermomètre humide augmente. Cependant, certaines personnes sont plus vulnérables que d’autres. Parmi ces personnes, on compte :

• Les personnes qui ne peuvent pas s’abriter.  Les personnes travaillant de longues heures sous la chaleur sans faire de pauses, des ouvriers manuels et agriculteurs aux professionnels médicaux qui traitent la COVID vêtus d’épais vêtements de protection. Les personnes qui ne boivent pas suffisamment de liquides parce qu’elles ne veulent pas aller aux toilettes pendant leur travail.
• Les personnes âgées, très jeunes, et celles souffrant de pathologies sous-jacentes.  Le stress thermique a des effets néfastes sur le corps, qui sont plus difficiles à gérer avec l’âge. De même, les personnes atteintes d’affections telles que les maladies cardiaques et le diabète sont particulièrement à risque. Le diabète, par exemple, peut faire perdre de l’eau plus rapidement et réduire la capacité à transpirer. Les enfants et les personnes souffrant d’affections mentales comme la démence ont souvent besoin d’une supervision et d’une assistance particulières pour rester au frais.

Comme Marten Scheffer, professeur d’écologie aquatique et de gestion de la qualité de l’eau à l’Université de Wageningen aux Pays-Bas^[7], explique, « Je pense qu’on peut dire que des températures moyennes supérieures à 29 °C sont invivables. Elles vous forcent à vous déplacer ou à vous adapter. Mais l’adaptation a ses limites. Si vous avez suffisamment d’argent et d’énergie, et que vous pouvez utiliser la climatisation et consommer des aliments livrés par avion, vous ne souffrirez peut-être pas trop. Mais ce n’est pas le cas de la plupart des gens.

Nous nous considérons comme très adaptables parce que nous utilisons des vêtements, le chauffage et la climatisation. Mais, en fait, la grande majorité des personnes vivent, et ont toujours vécu, dans une niche climatique qui évolue désormais comme jamais auparavant […] Il y aura plus de changements au cours des 50 prochaines années qu’au cours des 6 000 dernières années. »

L’augmentation des températures humides menace le Hajj

Le Hajj est le pèlerinage annuel de la ville la plus sacrée de l’Islam, la Mecque, en Arabie saoudite. Les 1,8 milliard de musulmans du monde entier sont obligés de participer au Hajj au moins une fois dans leur vie s’ils sont suffisamment en bonne santé et peuvent se payer le voyage.

Le Hajj s’aligne sur le calendrier lunaire, ce qui signifie qu’il se produit à un moment différent chaque année. Ce n’est pas un problème pendant les mois plus froids, mais pendant l’été la chaleur peut être étouffante, et le réchauffement climatique ne va qu’aggraver cette situation.^[8]

Le rituel dure environ cinq jours, dont jusqu’à 30 heures passées à l’extérieur. De nombreux pèlerins sont âgés, ce qui aggrave le danger. Si la situation continue à empirer, cet événement important risque de devenir impossible pour des millions de musulmans. Les organisateurs du Hajj aident déjà certains participants à se rafraichir et ont agrandi certaines zones afin de réduire l’engorgement. Dans les années à venir, il sera peut-être nécessaire de limiter drastiquement le nombre de participants.

Il y a déjà eu des bousculades fatales pendant le Hajj : l’une d’entre elles a fait 1 462 victimes en 1990, et une autre a fait 769 morts et 934 blessés en 2015. Ces deux années ont coïncidé avec des pics de température et d’humidité. Le stress thermique pourrait avoir déclenché ces événements mortels ou y avoir contribué.

Entre 2047 et 2052 et entre 2079 et 2086, le Hajj aura lieu pendant les mois d’été les plus chauds. Même si le changement climatique diminue considérablement, la chaleur sera presque insupportable. Et si le changement climatique s’aggrave, la situation sera encore pire.

Quelles seront les régions les plus touchées ?

Compte tenu du profil de risque des personnes les plus vulnérables, les personnes les plus menacées vivent dans les pays les plus chauds et densément peuplés. Et, comme c’est souvent le cas avec le changement climatique, cela signifie que les régions en développement seront particulièrement à risque. Le facteur le plus crucial est le nombre de personnes qui seront soumises à des températures du thermomètre mouillé dangereuses sans pouvoir se mettre à l’abri, ou difficilement.

Les pays chauds avec des populations plus aisées seront mieux à même de rester au frais. Par exemple, le golfe Persique devrait connaître certaines des températures les plus élevées de la planète, selon une étude du Massachusetts Institute of Technology (MIT).^[9] Cependant, sa population est relativement faible, dispose d’un accès généralisé à la climatisation, et possède peu de terres agricoles. Tel n’est pas le cas de l’Asie du Sud, où une proportion importante de la population travaille dans des conditions difficiles dans des fermes de subsistance. L’Inde, le Bangladesh et le sud du Pakistan, qui comptent environ 1,5 milliard d’habitants, seront les pays qui souffriront le plus de la chaleur.^[10] Cette situation a déjà eu des conséquences fatales. En 2015, 3 500 personnes au Pakistan et en Inde sont décédées pendant l’une des vagues de chaleur les plus meurtrières.

Pour placer le rythme du changement dans son contexte, environ 2 % des Indiens sont parfois exposés à des températures du thermomètre mouillé de 32 °C. D’ici 2100, selon l’étude du Massachusetts Institute of Technology, ce pourcentage sera de 70 %. Et environ 2 % des gens connaîtront des températures du thermomètre mouillé de 35 °C, juste au seuil de la survie.

La Chine pourrait être la plus touchée

Selon une autre étude, la plaine de Chine du Nord (NCP) est l’endroit le plus à risque du monde.^[11] Il s’agit de la région de Chine la plus importante d’un point de vue agricole et également la plus peuplée. Cette région a connu une augmentation significative des vagues de chaleur extrêmes au cours des 50 dernières années. Pendant cette période, la NPC s’est réchauffée presque deux fois plus vite que la moyenne mondiale (0,24 °C contre 0,13 °C par décennie). En 2013, des vagues de chaleur extrêmes ont duré jusqu’à 50 jours, avec des températures dépassant 38 °C (104 °F) dans certains endroits. Des douzaines de personnes sont mortes à Shanghai, alors que la plus grande ville de l’Est de la Chine a connu la plus forte hausse de températures depuis 141 ans. Au rythme actuel du réchauffement climatique, des vagues de chaleur encore plus meurtrière toucheront la région entre 2070 et 2100.

La NCP est en réalité relativement sèche. Cependant, la chaleur intense combinée à l’irrigation massive risque d’augmenter l’humidité relative et de causer des températures du thermomètre mouillé dangereuses. L’irrigation a un effet de refroidissement au niveau du sol, mais aussi un effet de réchauffement encore plus fort en libérant de l’humidité, car la vapeur d’eau est un gaz à effet de serre puissant. L’étude rappelle que l’irrigation ajoute à elle seule un demi-degré Celsius supplémentaire de réchauffement à la région.

Comment pouvons-nous rester au frais ?

Il existe des stratégies bien connues pour atténuer à court terme les pires effets de la chaleur. Lorsque les températures augmentent, les conseils les plus connus comprennent :

• Boire beaucoup de liquides avant de travailler
• Éviter les diurétiques comme le thé et le café
• Se réhydrater régulièrement
• Rester en bonne forme physique ; cela augmente votre tolérance à la chaleur
• Se méfier des signes de stress thermique ; si vous commencez à avoir des crampes d’estomac, des évanouissements ou des nausées, faites une pause.

Ces mesures sont plus faciles à dire qu’à faire pour de nombreuses personnes, en particulier pour les agriculteurs à faibles revenus et les ouvriers manuels travaillant au soleil toute la journée. C’est pourquoi je pense qu’il existe un besoin urgent pour les gouvernements, les organisations publiques et les entreprises d’offrir de l’aide supplémentaire, telle que :

• Fournir de l’eau, des abris et de la climatisation.
• Empêcher les personnes de travailler lorsque les températures de thermomètre mouillé atteignent des niveaux dangereux.
• Contrôler les foules.
• Construire dans des endroits à faible humidité, par exemple, loin des vallées basses et des océans chauds.

Bien sûr, ces mesures ne traitent que les symptômes, pas la cause.

La vraie réponse est évidente

En réalité, la seule façon de limiter les températures de thermomètre mouillé dangereuses est de réduire le réchauffement climatique, une cause dans laquelle je suis profondément engagé. Pour ce faire, nous devons réduire considérablement les émissions de gaz à effet de serre dans un effort international coordonné en augmentant graduellement l’énergie renouvelable, en décarbonisant l’industrie, l’énergie, le transport, l’agriculture et la production d’eau douce, en repensant nos villes et en construisant (ou en réaménageant) des bâtiments plus écoénergétiques pour limiter la perte de chaleur.

Cela ne sera pas facile, bien sûr. La technologie existe déjà dans une large mesure. C’est notre engagement qui fait défaut. Un engagement pour un changement drastique, immédiat et irréversible de notre mode de vie. Aucun gouvernement, pays ou ONG ne peut faire cela seul. Cela requiert une collaboration, une coordination et des partenariats aux plus hauts niveaux de l’industrie, du commerce, du gouvernement et de la communauté, pour effectuer une transformation à long terme.

Abdul Latif Jameel s’engage à relever les défis d’avenir, notamment grâce à nos projets pionniers dans le domaine de l’énergie solaire et éolienne par le biais de Fotowatio Renewable Ventures (FRV), et à notre travail en forte croissance pour traiter les questions de la disponibilité de l’eau, par le biais d’Almar Water Solutions. Nous travaillons également avec d’autres entreprises internationales privées de premier plan dans le cadre du Syndicat des opportunités propres, renouvelables et environnementales (Clean, Renewable and Environmental Opportunities Syndicate) pour aider à orienter les investissements des entreprises et des gouvernements vers des solutions visant à décarboniser l’industrie et à combattre le changement climatique.

Nous devons prendre des mesures dès maintenant, dès la reconstruction de nos économies après la pandémie mondiale. Cela afin de tracer une nouvelle voie vers un avenir plus durable. Et d’empêcher notre société de surchauffer, littéralement.

^[1] https://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1910114117

^[2] https://www.carrier.com/carrier/en/worldwide/about/willis-carrier/

^[3] https://www.csis.org/podcasts/babel-translating-middle-east/elfatih-eltahir-rising-temperatures-middle-east

^[4] https://www.bbc.co.uk/news/science-environment-53415298

^[5] https://news.mit.edu/2018/china-could-face-deadly-heat-waves-due-climate-change-0731

^[6] https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-08/miot-scc082119.php

^[7] https://www.theguardian.com/environment/2020/may/05/one-billion-people-will-live-in-insufferable-heat-within-50-years-study

^[8]Such Kang, Jeremy Pal, Elfatih Eltahir, « Il est à prévoir que le stress thermique pendant le pèlerinage musulman (Hajj) dépasse les niveaux de « danger extrême », Lettres de recherche géophysique, 25 juin 2019.

^[9] http://news.mit.edu/2015/study-persian-gulf-deadly-heat-1026

^[10] Jeremy S. Pal et Elfatih Eltahir, « La température en Asie du Sud-Ouest devrait dépasser le seuil d’adaptabilité humaine, » Nature Climate Change, 26 octobre 2015.

^[11] https://www.nature.com/articles/s41467-018-05252-y.epdf