Dans le champ de la climatologie et de l’environnement

L’influence sur la santé publique des conditions météorologiques et climatiques liées au changement climatique en cours est une des branches de la biométéorologie. Cette branche connaît des développements et avancées notables sur le plan de la recherche scientifique depuis un peu plus de vingt ans. Cela permet de disposer d’indices bioclimatiques déjà testés sur la population générale. Au-delà de ces indices qui prennent en compte des effets biologiques, il est possible d’en étendre la liste à d’autres indices construits à partir des variables météo-climatiques, et éventuellement environnementales, définissant des conditions pour lesquelles un lien avec les risques sanitaires peut être établi. C’est notamment le cas pour les indices permettant de caractériser l’occurrence ou l’intensité d’événements météorologiques ou climatiques extrêmes (canicules, vagues de froid, etc.) ou encore des indices permettant d’identifier des situations météorologiques à risque de pics de pollution.

Trois catégories de variables ou indices d’intérêt ont été considérées pour les travaux du groupe d’experts :

 les variables météo-climatiques et environnementales (mesurées ou calculées en routine à partir de variables mesurées et servant de base aux calculs des indices, cf. § 3.2.2.1);

 les indices biométéorologiques et bioclimatiques spécifiques, souvent dénommés « indices de confort » dans le domaine de la biométéorologie appliquée (cf. § 3.2.2.2) ;

 d’autres indices construits à partir des variables météo-climatiques et/ou environnementales et associés à des risques sanitaires mais n’appartenant pas à la catégorie précédente (cf. § 3.2.2.3).

3.2.2.1 Les variables météo-climatiques et environnementales

On peut convenir d’un ensemble de base de variables intéressantes parmi la longue liste des variables mesurées de manière régulière :

 la température minimale quotidienne Tmin et la température maximale quotidienne Tmax ;  les précipitations liquides ou solides (neige, grêle, etc. …) cumulées PRECIP ;



l’humidité « relative »40

_{Hu et l’humidité spécifique}

41

_{q ;}

 la pression atmosphérique ramenée au niveau de la mer Pmer ;

 le vent mesuré au sol (à 10 m en général) défini par sa direction DD et sa vitesse FF ;  le rayonnement solaire en surface Rs notamment dans le domaine ultraviolet (en général

les mesures ne distinguent pas les bandes UVA et UVB , les UVC quant à eux n’atteignent pas le sol) ;

 le niveau de la mer h ;  le débit des fleuves D ;

 les concentrations de polluants comme les oxydes d’azote NOx, le dioxyde de soufre SO2,

l’ozone O3, les composés organiques volatils COV, les particules fines PM10 ou PM2.5, etc. ;

 les concentrations de pollens allergisants (graminées, bouleau, ambroisie, etc.) ;

40 rapport de la pression partielle de vapeur d’eau présente à la pression de vapeur saturante (maximum de vapeur d’eau contenue pour une température et une pression données).

3.2.2.2 Les indices biométéorologiques ou bioclimatiques

Ils sont en général construits par rapport à des objectifs de recherches spécifiques en biométéorologie, mais aussi parfois dans des domaines environnementaux susceptibles de concerner ce travail :

 les IBM42 _{(min et max) : il s’agit de moyennes glissantes quotidiennes sur trois jours de la} température (minimale et maximale quotidienne en un point – observée ou prévue selon l’objectif d’utilisation). Cet indice a été développé en France (Météo France et Santé publique France) pour faire ressortir des corrélations optimales entre chaleur persistante caniculaire et surmortalité supérieure à 50 ou 100 % par rapport à la moyenne saisonnière attendue ; cet indice biométéorologique est utilisé en opérationnel pour le déclenchement des mises en « vigilance canicule » en collaboration par

M

étéo France / Santé publique France dans le cadre du Plan National Canicule du Ministère de la Santé (mis en place depuis 2004) ;

 la température ressentie (ou windchill selon le terme canadien d’origine) : il s’agit d’un indice de confort combinant la température et le vent et rendant compte de la sensation de froid sur la peau accentuée par le vent ; cet indice de confort est utile dans le cadre d’un climat froid. Il est peu utilisé en climat tempéré, sauf occasionnellement en situations hivernales particulières. Cet indice biométéorologique est utilisé en opérationnel depuis 2001 pour la mise en place de l’aide aux sans-abris. Depuis 2004, il est prévu en routine pour le déclenchement des mises en « vigilance Grands froids » (collaboration Météo France / Ministère des Affaires Sociales et préfectures) dans le cadre de la « Circulaire Grand Froid » du Ministère de la Santé (2002) ;

 l’humidex : voir encadré ;  WBGT : voir encadré ;

 la température du thermomètre mouillé combinant température et humidité et en particulier sa valeur maximale quotidienne Twmax ; cette température est utilisée dans certaines études comme un indice bioclimatique ;

 d’autres indices de confort thermique existent en nombre dans la littérature scientifique. Ils sont en général complexes et, au mieux, adaptés à des objectifs de recherche (donc difficilement applicables en opérationnel) ; par exemple l’indice utilisé par le service météorologique allemand (pour les prévisions de températures extrêmes associées à une mortalité accrue) présente plutôt un caractère « universel » - adapté à toute la gamme des combinaisons de températures / vents / humidité (cependant il est d’usage plus limité dans un contexte opérationnel) ;

 l’index UV (dont le maximum journalier) qui rend compte du risque d’érythème induit par le rayonnement ultraviolet chez l’être humain.

Encadré : deux indices utilisés en santé au travail en situation de fortes chaleur

L’humidex et la température au thermomètre-globe mouillé (Wet-bulb globe temperature, WBGT) sont des indices qui expriment l’inconfort physique ressenti en situation de forte chaleur, lorsque cet effet est aggravé par d’autres facteurs, comme une forte humidité.

L’humidex est un indice de confort appliqué en conditions d’exposition extérieure, alors que le WBGT est construit pour rendre compte d’une exposition sur un site de travail, en conditions intérieures (par exemple à l’intérieur d’une usine) ou extérieures.

Voici leurs définitions :

L’humidex est une température (exprimée en °C) prenant en compte la température du thermomètre sous abri et l’humidité relative de l’air (exprimée en %) en milieu extérieur à un instant et en un lieu donnés. Cet indice, mis au point au Canada en 1979, est utile pour mieux rendre compte de la sensation ressentie (impression physiologique de chaud). Il est particulièrement adapté à des climats chauds et humides, par exemple en zone équatoriale, mais souvent également sous d’autres climats en situation estivale lors d’une période chaude et humide, comme lors des étés canadiens.

(http://www.cchst.ca/oshanswers/phys_agents/humidex.html).

Le WBGT est l’indice de stress thermique le plus couramment utilisé dans le monde en santé au travail (Parsons 2013). Il est étroitement lié à la réponse physiologique du corps humain face à la chaleur, car il intègre l’humidité, la température et la vitesse de l’air ainsi que le rayonnement solaire. Cet indice est aussi exprimé en degré Celsius et il peut être mesuré par un personnel qualifié à l’aide de thermomètres à lecture directe WBGT, aussi appelés « indicateurs de stress thermique ». Ainsi, des mesures de WBGT prises sur un site de travail peuvent être mises en relation avec l'effort physique des travailleurs.

L'American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH) recommande d’ailleurs des valeurs limites d'exposition pour le travail à la chaleur qui sont fondées sur le WBGT. Ces limites expriment la répartition du travail dans un cycle travail/repos selon le type d’activité (léger, modéré, lourd, très lourd) et la température WBGT.

En somme, l’humidex et le WBGT sont conçus pour des usages bien différents et leurs mesures ne peuvent donc être comparées directement.

3.2.2.3 Autres indices associés à un risque sanitaire

Il existe de nombreux indices associés à un même type de risque. Nous ne donnerons ici que quelques exemples :

 indices de températures extrêmes chaudes, comme l’extrême chaud de la température maximale défini comme une valeur de température maximale quotidienne qui n’est dépassée que pendant 10 % du temps d’une période donnée ;

 indices de vague de chaleur, comme le nombre de jours pour lesquels la température maximale quotidienne dépasse de plus de 5°C une valeur climatologique de référence d’un lieu donné, mais en ne comptant que les jours appartenant à une série de plus de cinq jours chauds consécutifs ; un autre indice combinant les températures maximales et minimales quotidiennes vient d’être défini (Ouzeau et al. 2016) ;

 indices de températures extrêmes froides, comme l’extrême froid de la température minimale ou encore le nombre de jours sans dégel ;

 indices de vague de froid, comme le nombre de jours de vagues de froid défini de manière analogue au nombre de jours de vague de chaleur, mais à partir de la température

minimale quotidienne, ou d’autres indices combinant durée et intensité (Peings, Cattiaux, et Douville 2013) ;

 indices de précipitations intenses, comme le pourcentage des précipitations intenses calculé comme la fraction des pluies totales tombant pendant les 10 % des jours les plus pluvieux d’une période donnée ;

 indices de sécheresse, comme le nombre de jours secs consécutifs pour les sécheresses météorologiques, ou comme la fraction du territoire métropolitain affecté par une sécheresse agricole, c’est-à-dire une forte diminution du contenu en eau des sols évaluée à partir du « Soil Wetness Index » (SWI, indice d’humidité du sol) ;

 indices caractérisant l’occurrence ou l’intensité des tempêtes ou des cyclones ;

 indices caractérisant l’occurrence de phénomènes météorologiques non extrêmes mais potentiellement dangereux (brouillard, orages et foudre, verglas ou glace au sol, etc. …) ;  indices caractérisant la fréquence d’événements de submersion marine ; ces indices ne

sont pas calculés à ce jour (faute de projection précise de l’augmentation du niveau de la mer à l’échelle des côtes françaises), mais leur tendance future à l’augmentation est connue (modélisation) ;

 indices caractérisant le risque d’inondations comme le débit journalier de crue décennale ;  indices caractérisant le niveau d’étiage des fleuves comme le débit minimum mensuel

quinquennal ;

 indices de risque d’avalanche en montagne ;

 indices caractérisant les coulées de débris en montagne, comme le nombre d’occurrence des coulées par année et massif ;

 régimes de temps caractérisant par exemple des situations météorologiques favorables ou défavorables à la dispersion ou à l’accumulation de polluants et leur persistance. Il n’y a pas de définition univoque de ces régimes ;

 Indice Forêt Météo (IFM), qui caractérise un risque d’occurrence de feux de forêt dépendant de l’humidité de l’air, de la température, des précipitations et de la vitesse du vent ;

 indices phénologiques qui caractérisent l'apparition d’événements périodiques dans la vie des êtres vivants, déterminés par les variations saisonnières du climat ;

 cartes et indices polliniques, qui caractérisent le contenu de l´air en pollens et en moisissures, associés à des données cliniques ;

 carte de migration ou d’extension d’aire d’espèces animales et végétales.

3.2.2.4 Liste d’indices à retenir

Toutes ces variables et ces indices sont susceptibles de présenter des variations dans le cadre du changement climatique en cours. Ils sont soit déjà opérationnels dans un contexte de prévision météorologique (souvent depuis plusieurs années ou décennies comme les IBM ou les indices de qualité dispersive de l’atmosphère), soit pré-opérationnels (comme le cas des prévisions d’UV en haute montagne). Cependant ils ne sont pas pour autant faciles d’utilisation dans un contexte d’analyse des effets des changements climatiques.

Parmi ces indices disponibles, on retiendra ceux qui sont ou peuvent être calculés à partir de résultats de simulations climatiques et d’impacts environnementaux, couvrant les périodes d’intérêt

pour ce rapport. Le Tableau 5 présente pour cette sélection les sources disponibles (bases de données) pour des études ultérieures et donne quelques références d’analyses publiées concernant les tendances actuelles observées et les tendances attendues à l’horizon 2050 en raison des changements climatiques.

Tableau 5 : indices météo-climatiques, environnementaux, bioclimatiques et autres indices associés à un risque sanitaire, potentiellement calculables à partir de résultats de scénarios du climat futur

Le signe des tendances actuelles et futures est précisé de la manière suivante : -- : forte diminution ; - : diminution ; ~0 : tendance nulle ; + : augmentation ; ++ : forte augmentation, indéterminée : des projections

existent mais avec des résultats ne faisant pas ressortir de tendance claire.

Variables et Indices Sources de données et d’analyses Tendances

actuelles43 _{l’horizon 2050} Tendances à

Dans le document Évaluation des risques induits par le changement climatique sur la santé des travailleurs [Rapport d'expertise collective] (Page 87-91)