David Madore's WebLog: La misérable race humaine périra par le froid

Le titre de ce billet est tiré de la légende d'une gravure (de Henri Meyer, reproduite ci-contre) du livre La Fin du monde (1894) de Camille Flammarion (la gravure se trouve page 115, chapitre IV de la première partie ; le livre est trouvable ici sur Gallica avec les illustrations, ou ici sur Wikisource pour ce qui est du texte reformaté en HTML). J'avoue platement ne pas avoir lu ce livre (quel manque insupportable à ma culture générale !), peut-être que je m'y mettrai un jour où je me sentirai d'humeur d'absorber de la science-fiction post-apocalyptique de la Belle Époque, mais en tout cas vous en avez un bref résumé sur Wikipédia. J'avais dû voir l'image en question reproduite dans un livre de physique que j'avais lu quand j'étais petit, dans la section qui parlait de la seconde loi de la thermodynamique et qui évoquait la mort thermique et/ou l'histoire de ce concept. (Pour résumer sans entrer dans les détails, le concept de mort thermique était très à la mode quand les lois de la thermodynamique ont été dégagées ; il est toujours d'actualité, l'Univers est bien promis à une mort thermique selon nos connaissances actuelles, mais celle-ci aura lieu dans beaucoup plus longtemps que ce qu'on imaginait à l'époque de Flammarion, et au niveau de la Terre ce n'est vraiment pas un problème : voir par ici.)

Toujours est-il que cette gravure et sa légende m'avaient beaucoup frappé, par le style délicieusement suranné de cette époque où on avait encore le droit d'utiliser la tournure race humaine sans que des biologistes grincheux ne viennent vous reprocher que l'humanité n'est pas une race mais une espèce, et aussi le droit d'utiliser des phrases aussi ampoulées que celle qui accompagne la seconde gravure que j'ai reproduite en-dessous : Surprise par le froid, la dernière famille humaine a été touchée du doigt de la Mort, et bientôt ses ossements seront ensevelis sous le suaire des glaces éternelles.[#] Cette autre gravure (dont je ne sais pas qui est l'artiste) est aussi tirée d'un ouvrage de Flammarion, cette fois c'est son Astronomie populaire (1880 ; la planche se trouve dans page 101 du tome 1, chapitre VII du livre I ; le livre est de nouveau trouvable sur Gallica ; il n'a pas l'air d'être en ligne sous un format texte propre, mais il continue encore à être réimprimé sur des bouts d'arbres morts).

[#] Remarquez le cadavre du petit chien accompagnant ce dernier couple d'humains qui sont morts dans les bras l'un de l'autre, comme c'est touchant. Au fait, si quelqu'un a accès à Dall·E, je veux bien voir à quoi ressemble l'image qu'on obtient si on lui propose cette légende.

Bon, tout ça c'était juste pour dire que j'adore ces gravures, pas vraiment pour parler de Flammarion ni de la vision de la thermodynamique à la fin du XIXe siècle, mais ces livres sont sans doute très intéressants si on aime l'histoire des sciences et qu'on a un temps que je n'ai pas présentement pour les lire. (Je crois comprendre que l'Astronomie populaire a eu beaucoup d'influence sur son temps, dans la mesure où un livre de vulgarisation scientifique peut en avoir.) Si vous aimez la futurologie dans un style plus moderne mais dans la lignée des idées exposées par ces planches, je ne peux que recommander deux vidéos de l'extraordinaire chaîne Kurzgesagt : celle-ci sur l'avenir lointain, et celle-ci sur la mort de froid de la Terre sans le soleil. (Un peu plus ancien, mais au sujet de la mort thermique de l'Univers et du second principe de la thermodynamique, on peut toujours référencer la nouvelle classique de science-fiction The Last Question d'Isaac Asimov, trouvable ici en ligne probablement en débit du droit d'auteur.)

Bref.

J'ai froid.

Je m'étais plaint de l'hiver l'an dernier (mais avec une image d'illustration tirée de Game of Thrones, admettez que c'est beaucoup moins classe que Flammarion, même si elle reflète aussi très bien mon état d'esprit actuel), et décidément mon appréciation pour cette saison ne va pas en s'améliorant. Du coup je vais passer mon temps grelottant devant un clavier en infligeant à mes lecteurs mes rants incohérents sur le froid, l'énergie, et tous les sujets qui me passent par la tête.

Il fait froid en France en ce moment. Les gens qui habitent les pays où il fait vraiment froid sont priés de ne pas se moquer qu'on puisse appeler froides des températures de l'ordre de −1°C à −6°C, surtout si les pays en question ont encore de l'énergie pour se chauffer.

En vrai, je ne sais pas bien estimer combien la vague de froid actuelle là où j'habite est inhabituelle. J'ai bien essayé de faire un peu joujou avec des données (voir ce fil Twitter), mais c'est compliqué à exploiter tant elles sont bruitées.

Bon, s'agissant des données météo, le premier problème est de les obtenir : je fais un petit point sur la situation à ce sujet.

Après, ce n'est pas tout d'avoir des données, encore faut-il en faire quelque chose. J'espérais avoir assez facilement la réponse à la question quel est le jour de l'année le plus froid en France en moyenne, mais ce n'est pas si clair que ça : même en moyennant sur toute la France métropolitaine, sur toute la journée et sur toutes les années de 1980 à 2021, le signal reste très bruité. Si j'ajoute une moyenne sur 7 jours glissants, ça commence à avoir plus d'allure, mais il reste des petites oscillations bizarres. J'ai quand même l'impression que le jour le plus froid en France en moyenne est le 15 janvier, avec 3.50°C (de moyenne sur la France métropolitaine, sur la journée, sur les années 1980–2021, et sur 7 jours glissants centrés), et le plus chaud est le 23 juillet avec 20.08°C. Mais franchement, toute la période du 9 décembre au 21 février, en gros, est quasiment à la même température de 4.0°C±0.5°C sauf une micro-bosse d'environ 0.5°C de hauteur centrée sur le solstice d'hiver à laquelle j'ai du mal à attribuer une autre signification qu'une simple fluctuation aléatoire dans les données (mais bon, si quelqu'un veut expliquer pourquoi la température moyenne du 21 décembre en France est plutôt de 5.0°C alors que le 12 décembre c'est 4.2°C, qu'il s'amuse).

Toujours est-il que j'ai froid.

Le bilan d'électricité de la France s'est un peu amélioré depuis le redémarrage vendredi de quatre réacteurs nucléaires (Cruas-2, Cattenom-4, Bugey-3 et Dampierre-3), totalisant 4GW éminemment bienvenus. On attend prochainement pour ces jours-ci les redémarrages de Tricastin-1 (annoncé pour ce soir à 23h), Gravelines-3 (jeudi soir) et Dampierre-2 (annoncé pour lundi prochain, mais susceptible d'être retardé), et si tout va bien, encore deux autres fin décembre (Saint-Alban-2 et Flamanville-1) et deux début janvier (Gravelines-4 et Civeaux-1), donc si les températures ne baissent pas plus, et s'il n'y a pas d'incident exceptionnel, il y a de bonnes chances qu'on échappe aux coupures tournantes au moins pour le moment (à la fin de l'hiver le problème sera de savoir s'il reste assez d'eau dans les barrages). Vous pouvez suivre l'activité des centrales nucléaires sur le site Nuclear monitor (et je rappelle qu'on peut consulter des graphes de la consommation électrique de la France et de ses différents modes de production ainsi que des importations sur le site Eco2Mix de RTE).

En mettant ensemble les données de température moyenne horaire et de consommation électrique de la France à la même fréquence, j'ai produit ce graphe à la forme distinctement anguleuse qui suggère qu'en-dessous de 15°C environ, chaque degré de moins « coûte » environ 2GW de consommation de plus (donc grosso modo, deux tranches de centrale nucléaire).

Mais indépendamment des problèmes de pénurie (enfin, pas complètement indépendamment), le poussinet a changé il y a quelques mois l'abonnement électrique de notre appartement pour passer à la formule Tempo : il s'agit d'une formule flexible, dont les jours sont étiquetés bleus (électricité vraiment pas chère : 0.1272€/(kW·h) en heures pleines), blancs (électricité toujours pas très chère : 0.1653€/(kW·h) en heures pleines), ou rouges (électricité extrêmement chère : 0.5486€/(kW·h) en heures pleines), avec 22 jours rouges[#2] dans l'année (entre le 1er novembre et le 31 mars, uniquement du lundi au vendredi, la couleur étant annoncée la veille ; pour l'instant, nous en sommes au troisième cet hiver). Du coup, même si nous avons une pompe à chaleur très efficace comme chauffage principal, nous avons décidé pendant ces jours rouges de la couper en heures pleines (6h–22h) et de nous chauffer avec des poêles à pétrole, qui brûlent un kérosène spécialement raffiné (et qui coûte très cher à entre 1.75€/L et 2.75€/L, soit 0.18€/(kW·h) à 0.28€/(kW·h), mais c'est quand même moins cher au kW·h que l'électricité en heures pleines rouges Tempo tant que le coefficient de performance de la pompe à chaleur reste inférieur à 3 ou 2 : c'est limite si on cible la même température, mais, forcément, nous chauffons aussi moins).

[#2] Le Club Contexte attire votre attention sur le fait qu'il ne faut pas confondre les jours rouges sur l'échelle bleu/blanc/rouge de la formule Tempo (qui ne concernent que celle-ci, et qui sont forcément au nombre de 22 dans l'année, déterminés la veille d'après les prévisions météo par une formule compliquée mais publique), et les jours rouges sur l'échelle vert/orange/rouge des alertes Écowatt mise en place par RTE pour avertir du risque de coupures (pour l'instant, Écowatt est toujours resté au vert, ce qui me surprend d'ailleurs un peu). La couleur Écowatt dépend de la disponibilité de la production, contrairement à la couleur Tempo qui ne dépend que de la température prévue (et des jours rouges déjà consommés, et de choses comme ça).

Nous avons acheté deux poêles à pétrole : d'abord un modèle à mèche basique de 2kW qui pourra servir même en cas de coupure de courant, puis (comme le poussinet avait envie de faire joujou) un modèle électronique à brûleur de 3kW thermostaté, qui, lui, a aussi besoin d'un petit peu d'électricité pour fonctionner. Au niveau puissance, ils suffisent largement pour nous chauffer, mais ce n'est pas qu'une question de puissance : avec seulement deux points de chauffage on ne maintient pas une température très uniforme dans trois pièces dont une grande (du coup, nous fermons complètement une des chambres pendant la journée). Aussi, ça sent un peu mauvais quand on les allume ou les éteint. En plus, le poussinet a très peur des émissions dans la pièce de CO₂[#3] et surtout de CO (monoxyde de carbone), et malgré un détecteur de chaque (en plus de ceux intégrés dans les radiateurs eux-mêmes) il tient a aérer bien grand pendant 1min ou 2min toutes les heures, ce qui, par le temps qu'il fait, n'est pas très plaisant (et ça met un peu en défaut le concept même de chauffage de remplacer l'air chaud par de l'air froid… mais il prétend que ce n'est pas grave parce que l'inertie thermique est dans les murs). Personnellement je suis plus inquiet des risques d'incendie, mais les poêles ont l'air d'avoir quand même pas mal de sécurités de ce côté-là (par exemple pour ne pas provoquer d'incendie si on les renverse accidentellement).

En nous chauffant de la sorte nous avons réussi à ne consommer que 8kW·h pendant les 16h d'heures pleines chacun des deux jours rouges passés pour l'instant (donc 500W de puissance moyenne, ce qui doit correspondre à l'éclairage, les ordinateurs, la régulation du poêle électronique, et quelques bricoles supplémentaires). Je suis un peu déçu, je pensais qu'on consommerait moins que ça.

[#3] À ce sujet, j'ai fait le calcul suivant pour nous rassurer : la combustion du kérosène émet 43MJ/kg (d'après cette page Wikipédia), c'est approximativement du dodécane C₁₂H₂₆ donc sa masse molaire est de 170g/mol et il émet 12mol de CO₂ pour 1mol brûlée, ce qui nous donne donc 600kJ d'enthalpie libérée dans l'air par combustion pour 1mol de CO₂ ; la chaleur spécifique à pression constante de l'air est de 29J/mol/K, donc si on chauffe de 25K environ, il faut environ 730J pour réchauffer 1mol d'air. Le rapport entre ces deux nombres, (29J/mol/K × 25K)/(43MJ/kg × 170g/mol / 12), vaut 1200×10⁻⁶, ce qui est donc, si j'ai bien compté, le nombre de moles de CO₂ émises par le poêle à pétrole pour réchauffer 1 mole d'air : c'est-à-dire 1200ppm qui s'ajoutent aux 500ppm déjà présents dans l'air extérieur. Donc en faisant l'hypothèse que la chaleur et le CO₂ partent et voyagent ensemble, le taux de CO₂ dans l'air devrait monter au plus à 1700ppm(v) (enfin, ppm en fraction molaire mais c'est quasi la même chose qu'en volume). Évidemment, le CO₂ et la chaleur ne sont pas obligés de rester ensemble, mais on peut estimer que, même sans aérer spécialement, le CO₂ restera moins dans l'appartement que la chaleur (les murs retiennent la chaleur, pas le CO₂). Bon, par ailleurs, il y a une différence que je n'ai pas bien comprise entre pouvoir calorique supérieur et pouvoir calorique inférieur, selon la manière dont on compte l'enthalpie d'évaporation de l'eau produite par la réaction, donc peut-être qu'il faut retirer environ 10% à mon 43MJ/kg, auquel cas on passerait plutôt à 1800ppm(v), mais en tout cas on semble loin des concentrations dangereuses de CO₂ (même si là aussi on trouve tout et son contraire). Le gadget chinois de merde pour mesurer le CO₂ que j'ai fluctue de façon franchement assez incohérente, mais je ne l'ai jamais vu dépasser 1100ppm (en ce moment il dit 510, mais la moyenne est plutôt autour de 650).

Très bien, mais n'empêche que j'ai froid.

Quand nous avions initialement discuté de quoi faire pendant les jours Tempo rouges, j'avais haussé les épaules en disant bah, on ne chauffera simplement pas ces jours-là (enfin, on ne chauffera que la nuit, en heures creuses) : l'appartement est censé être raisonnablement bien isolé, les voisins doivent chauffer un peu, et ce n'est pas en 16 heures que la température va baisser tant que ça. Mais en fait, la température chute vertigineusement vite au début, et beaucoup plus lentement ensuite. (J'ai un peu tendance à modéliser ça mentalement comme une décharge de chaleur vers l'extérieur à environ 0°C, auquel cas on mettrait 5% de temps en plus pour descendre de 19°C à 18°C que pour passer de 20°C à 19°C et ainsi de suite, — mais en fait ce modèle semble assez faux : maintenir 17°C semble beaucoup plus que (20−0)/(17−0) fois plus facile que maintenir 20°C. Probablement parce qu'une bonne partie des échanges se fait avec les parties communes de l'immeuble et les appartements des voisins qui sont à nettement plus que 0°C. Il serait intéressant d'arrêter complètement de chauffer, de regarder la décroissance de la température, et de faire une transformée de Laplace inverse. Mais j'ai l'impression au doigt mouillé que ça tombe vertigineusement vite au début et que descend très lentement quand on est autour de 17°C.) Mais 17°C à l'intérieur, pour moi, c'est déjà insupportablement froid.

Le problème, en fait, est que je suis terriblement frileux. Il y a sans doute un aspect de ça qui est que j'ai les mains très fines, et j'imagine que ça explique au moins en partie la vitesse à laquelle elles refroidissent. Je ne souffre pas de la maladie de Raynaud, il n'y a pas, par exemple, de décoloration visible, mais il n'empêche que dès que j'ai un peu froid (et même 17°C ça compte), mes mains deviennent très rapidement glaciales au toucher, et j'ai le plus grand mal à les réchauffer ensuite. (Pour faire de la moto — ce que je ne fais d'ailleurs pas par le froid actuel — j'utilise la combinaison gants chauffants et poignées chauffantes pour rester confortable. Mais pour écrire à la main ou taper sur un clavier, c'est un peu compliqué de porter des gants.) Sur le reste du corps non plus je ne suis pas très gras, mais là c'est plus facile de porter des vêtements chauds que sur les mains.

Mais je soupçonne que ça va un peu au-delà de je suis frileux. D'ailleurs, je ne suis pas juste frileux, je crains le chaud presque autant que je crains le froid. La nuit, je suis capable de passer avec un rapidité confondante du mode « j'ai trop froid » au mode « j'ai trop chaud » ou vice versa, parfois plusieurs fois pendant la nuit : je n'ai pas trouvé d'autre bonne solution pour être à l'aise que d'empiler trois ou quatre couettes/couvertures, chacune pas très épaisse, mais de sorte que je puisse facilement, en les repoussant vers mes pieds ou en les tirant à moi, ajuster le degré de protection thermique que j'ai sur moi. Peut-être le thermostat interne de mon corps est trop sensible ? Je sais que quand je prends ma température avec le thermomètre auriculaire que j'ai, quand je ne suis pas malade je trouve presque toujours 36.8°C à ±0.1° près (ce qui est d'ailleurs remarquable de reproductibilité à la fois pour ma température corporelle et pour l'appareil de mesure lui-même), alors que quand le poussinet prend la sienne, ça peut varier de beaucoup plus que ça. C'est peut-être juste une différence de forme de conduit auditif qui fait que sa mesure est moins bonne, mais c'est peut-être vrai aussi que mon corps est particulièrement sensible à la moindre variation de température. Il m'arrive quand même de me refroidir globalement, par exemple parce que je perds le fil du temps alors que je suis en slip : je m'en rends compte alors qu'il est trop tard, et je me sens alors vraiment mal, j'ai des frissons, j'ai l'impression de mourir de froid, et une fois ou deux j'ai pris ma température dans cet état et trouvé un glacial(!) 36.5°C. Bref, j'ai l'impression que le moindre petit écart de température m'incommode au plus haut point. Est-ce juste que je suis douillet ou ai-je vraiment une particularité physiologique qui me rend spécialement sensible aux variations de température ?

Je n'en sais rien, mais je sais que nous ne sommes pas encore en hiver astronomique et j'ai déjà hâte que le printemps revienne (et avec lui les cerisiers en fleur). Je finis donc, en contrepoint aux gravures de Flammarion avec lesquelles j'ai commencé ce billet, par ces vers de Baudelaire (Les Fleurs du mal, Tableaux parisiens, Paysage) que j'avais complètement oubliés mais qui m'ont été rappelés par le fait que la bâche protégeant les travaux de démolition de mon ancien bureau cite les quatre premiers des alexandrins que voici, et que je trouve terriblement appropriés :

Je verrai les printemps, les étés, les automnes ;
Et quand viendra l'hiver aux neiges monotones,
Je fermerai partout portières et volets
Pour bâtir dans la nuit mes féeriques palais.
 […]
L'Émeute, tempêtant vainement à ma vitre,
Ne fera pas lever mon front de mon pupitre ;
Car je serai plongé dans cette volupté
D'évoquer le Printemps avec ma volonté,
De tirer un soleil de mon cœur, et de faire
De mes pensers brûlants une tiède atmosphère.