La méthode standard pour mesurer la demande de refroidissement, compter de combien de degrés la température dépasse une valeur de base, puis additionner ces degrés sur une saison, présente un angle mort fondamental : elle traite une journée humide à 30 degrés de la même manière qu’une journée sèche à 30 degrés. Une nouvelle étude dans Nature Communications montre que cet angle mort importe, et qu’il s’est aggravé.
L’article, signé par Jake W. Casselman et Christina Karamperidou de l’Université d’Hawaï à Manoa, introduit le « degré-jour de refroidissement pondéré par l’efficacité » (eCDD). Contrairement au degré-jour de refroidissement conventionnel (CDD), l’eCDD tient compte du fait que l’efficacité d’un climatiseur dépend à la fois de la température et de l’humidité. Lorsqu’il fait chaud et humide, le compresseur doit travailler davantage pour rejeter la chaleur dans un environnement plus chaud, et la chaleur latente supplémentaire provenant de l’humidité dans l’air ajoute une charge supplémentaire.
La métrique
Le CDD conventionnel est calculé en prenant la différence positive entre la température moyenne quotidienne et une température de base, généralement 18 degrés Celsius (65 degrés Fahrenheit), et en additionnant ces différences sur une saison. Il suppose que chaque degré de réchauffement exige la même quantité d’énergie pour le refroidissement, indépendamment de l’humidité ou de l’effort du climatiseur.
L’eCDD remplace cette hypothèse par une alternative physiquement fondée. Il relie à la fois la température ambiante et l’humidité au travail thermodynamique requis pour le refroidissement, en utilisant le coefficient de performance (COP) de la réfrigération, une mesure de l’efficacité avec laquelle une pompe à chaleur ou un climatiseur peut déplacer la chaleur. Le COP se dégrade à mesure que la différence de température entre l’intérieur et l’extérieur augmente, et l’humidité ajoute une charge latente qui n’apparaît pas dans les métriques basées uniquement sur la température.
Le résultat est que l’eCDD peut différer substantiellement du CDD, et que cette différence s’accroît.
Ce que montrent les chiffres
En appliquant l’eCDD aux données climatiques historiques de l’Amérique du Nord, les chercheurs ont constaté que l’efficacité du refroidissement, la quantité de refroidissement fournie par degré-jour, a diminué de 2 % à 4 % par décennie depuis 1971. Ce déclin est entraîné par des tendances de l’humidité que le CDD conventionnel ne capture pas.
Dans les scénarios climatiques futurs, l’étude projette que l’eCDD augmentera de 10 % à 80 % selon les régions d’ici la fin du siècle, en fonction de la trajectoire des émissions et des changements locaux du régime d’humidité. La large fourchette reflète une découverte clé : les tendances de la température et de l’humidité sont spatialement opposées en Amérique du Nord. Certaines régions deviennent plus chaudes et plus humides, ce qui aggrave le problème d’efficacité. D’autres deviennent plus chaudes mais plus sèches, compensant partiellement la perte d’efficacité.
En fait, l’étude identifie une extension projetée vers l’est de la chaleur sèche à travers le continent, ce qui pourrait améliorer l’efficacité du refroidissement lors des extrêmes chauds dans les régions historiquement plus humides. Mais cela représente un net négatif pour la demande globale de refroidissement car les températures augmentent partout.
Pourquoi cela importe pour la planification énergétique
L’implication pratique est que les métriques basées uniquement sur la température décrivent mal la demande de refroidissement, et cette mauvaise représentation est systématique. Les régions soumises à des vagues de chaleur humides sollicitent bien davantage le réseau que ce que la température seule prédit. Pour les services publics et les gestionnaires de réseau planifiant la capacité, les marges de réserve et les investissements dans le transport, la différence compte.
Il en va de même pour la comptabilité des émissions. Les régions dotées de réseaux électriques fortement dépendants des combustibles fossiles peuvent voir des émissions disproportionnellement plus élevées dues au refroidissement, car la demande énergétique réelle par degré-jour est plus élevée dans des conditions humides que ce que suggère le CDD. L’impact des émissions du refroidissement est sous-estimé dans tout cadre de planification utilisant le CDD conventionnel.
Les chercheurs notent également que les codes du bâtiment et les normes des appareils pourraient bénéficier de critères de conception basés sur l’eCDD, et que les investissements d’adaptation climatique, dans le déploiement de la climatisation, les mises à niveau du réseau et la préparation aux vagues de chaleur, produiraient des projections de demande plus précises s’ils tenaient compte du couplage humidité-efficacité.
Les données sous-jacentes de l’analyse quadrillée sont disponibles sur Zenodo.
Sources
[1] Casselman, J.W. & Karamperidou, C. « Efficiency-weighted cooling degree days reveal opposing temperature and humidity effects on energy demand. » Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-75388-9
Traduit par Lydie