Un calculateur de degrés-jours de gel (DJG) est un outil d'analyse climatique qui quantifie l'intensité et la durée du froid sur une période donnée. Il ne se contente pas de compter le nombre de jours sous zéro ; il mesure l'intensité cumulée du froid. Pour chaque jour, le calculateur prend la température moyenne et mesure la distance entre le point de congélation (32 °C ou 0 °F). Ces valeurs quotidiennes sont ensuite additionnées sur une saison. Ce calcul est essentiel dans des domaines comme le génie civil pour prédire la profondeur du gel dans le sol, l'agriculture pour déterminer la survie des cultures hivernales et l'hydrologie pour prévoir l'épaisseur de la glace sur les lacs et les rivières.
Formule du calculateur de degrés-jours de congélation
Le calcul des degrés-jours de congélation est un processus cumulatif qui commence par la recherche de la valeur pour chaque jour individuel.
1. Concept de base : Degré-jour de congélation (DJC)
Un degré-jour de congélation est une unité représentant la différence entre la température moyenne d'une journée et le point de congélation de l'eau. Son calcul repose sur une température de base fixe.
- Température de base (Fahrenheit) : 32°F
- Température de base (Celsius) : 0 ° C
2. Calcul du FDD pour une seule journée
Il s’agit du calcul fondamental que vous effectuerez pour chaque jour de la période choisie.
2.1. Tout d'abord, calculez la température moyenne quotidienne
Vous avez besoin des températures maximales et minimales de la journée pour trouver la moyenne.
Formule:
Température moyenne quotidienne = (température quotidienne maximale + température quotidienne minimale) / 2
2.2. Calculez ensuite les degrés-jours de gel pour ce jour.
Soustrayez la température moyenne du jour de la température de base. Une règle essentielle est que si la température moyenne est égale ou supérieure à zéro, la valeur FDD pour ce jour est nulle, car il n'y a pas eu de gel.
Formule (Fahrenheit) :
FDD pour la journée = 32 – Température moyenne quotidienne
(Si le résultat est négatif ou nul, utilisez 0)
Formule (Celsius) :
FDD pour la journée = 0 – Température moyenne quotidienne
(Si le résultat est positif ou nul, utilisez 0)
3. Calcul des degrés-jours de gel cumulés
Pour obtenir le FDD total pour une période spécifique (comme une semaine, un mois ou une saison hivernale entière), il vous suffit d'additionner les valeurs FDD calculées pour chaque jour individuel au sein de cette période.
Formule:
FDD cumulé = Somme de (FDD pour le jour 1 + FDD pour le jour 2 + … + FDD pour le jour N)
- N: Le nombre total de jours dans la période.
Exemple de calcul FDD pour une semaine
Ce tableau montre comment les valeurs quotidiennes de FDD sont calculées, puis additionnées pour obtenir la FDD cumulée sur une semaine. Les calculs sont exprimés en degrés Fahrenheit.
| Jour | Température élevée (°F) | Basse température (°F) | Température moyenne (°F) | Calcul quotidien du FDD | Valeur quotidienne du FDD | FDD cumulé |
| Lundi | 30 | 20 | 25 | 32 – 25 | 7 | 7 |
| Mardi | 28 | 10 | 19 | 32 – 19 | 13 | 20 |
| Mercredi | 34 | 22 | 28 | 32 – 28 | 4 | 24 |
| Jeudi | 38 | 26 | 32 | 32 – 32 | 0 | 24 |
| Vendredi | 24 | 8 | 16 | 32 – 16 | 16 | 40 |
| Samedi | 20 | 0 | 10 | 32 – 10 | 22 | 62 |
| Dimanche | 26 | 12 | 19 | 32 – 19 | 13 | 75 |
Exemple de calculateur de degrés-jours de congélation
Calculons les degrés-jours de gel cumulés pour une vague de froid de trois jours. Nous utiliserons les degrés Celsius pour cet exemple.
Les données de température quotidiennes sont les suivantes :
- Jour 1: Maximum de -2°C, minimum de -8°C
- Jour 2: Maximum de -5°C, minimum de -15°C
- Jour 3: Maximum de 1°C, minimum de -7°C
Étape 1 : Calculez le FDD pour le jour 1.
- Température moyenne = (-2 + -8) / 2 = -5°C
- FDD quotidien = 0 – (-5) = 5
Étape 2 : Calculez le FDD pour le jour 2.
- Température moyenne = (-5 + -15) / 2 = -10°C
- FDD quotidien = 0 – (-10) = 10
Étape 3 : Calculez le FDD pour le jour 3.
- Température moyenne = (1 + -7) / 2 = -3°C
- FDD quotidien = 0 – (-3) = 3
Étape 4 : Calculez le FDD cumulé.
- FDD cumulé = FDD Jour 1 + FDD Jour 2 + FDD Jour 3
- FDD cumulé = 5 + 10 + 3 = 18
Par conséquent, le total pour la période de trois jours est de 18 degrés-jours de gel (Celsius).
FAQ les plus courantes
Il s'agit de concepts complémentaires utilisés pour mesurer différentes choses. Un degré-jour de congélation mesure l'intensité du froid sous le point de congélation (32 °C ou 0 °F) et est utilisé pour les applications liées au gel et à la glace. Un degré-jour de chauffage (DJC) mesure l'intensité du froid sous une température de base plus élevée (généralement 65 °C ou 18 °F) et permet d'estimer la quantité d'énergie nécessaire pour chaleur un immeuble.
Dans les climats froids, les ingénieurs civils utilisent les données cumulatives de FDD pour prédire la profondeur maximale de gel du sol en hiver, appelée ligne de gel. Ceci est crucial, car les fondations des bâtiments doivent être placées sous cette ligne pour éviter qu'elles ne soient soulevées ou endommagées par le sol gelé et en expansion (phénomène appelé soulèvement dû au gel).
Une valeur cumulée de FDD plus élevée indique un hiver plus froid. La valeur s'accumule plus rapidement et atteint un total plus élevé lorsque les températures moyennes quotidiennes sont constamment bien inférieures au point de congélation. Un hiver doux avec quelques jours sous zéro entraînerait une valeur cumulée de FDD très faible.