La température correspond plus ou moins à l'agitation des atomes et des électrons entre eux. Les distances entre les atomes et les électrons varient. La température est une mesure de cette agitation. Le système international d'unité définit l'échelle de mesure de la température en utilisant l'eau à la pression atmosphérique moyenne comme référence, avec la température d'ébullition de l'eau (vaporisation) étant 100° au dessus de celle de sa solidification. L'origine est choisie à 0°C pour les degrés Celsius, ce qui se situe approximativement 273° au dessus de la température zéro (origine des degrés Kelvin).

L'être humain peut survivre entre +50°C et -50°C grâce à de nombreuses techniques. Sans elles, l'humain ne pourrait pas réguler sa température interne qui doit rester entre 40°C et 28°C.

Les techniques présentés ci-dessous utilisent les phénomènes physiques suivants:

Conduction

Ce mode de transfert thermique est celui qui transmet l'agitation des particules entre elles par contact. C'est la manière dont les matériaux équilibrent leur température moyenne. La conduction se produit principalement dans les solides (métaux, minéraux). Certain matériaux sont bons "conducteurs" ou mauvais "conducteurs" de chaleur. Nous choisissons les matériaux en fonction de l'objectif voulu. Plus un matériau est conducteur plus il pourra transmettre/extraire de la chaleur à/d'un objet à son contact.

Convection

La convection est un mode de transfert thermique présent dans les fluides (type gazeux ou liquides). Lorsque les atomes sont libres de se mouvoir, l'agitation thermique crée un mouvement du fluide qui permet de transmettre cette agitation localement. Les fluides peuvent être classés suivant leurs capacités à transmettre/absorber la chaleur par convection.

Rayonnement thermique

Quel que soit le corps étudié, l'agitation thermique crée des photons dont l'énergie est proportionnelle à la température. Ces photons sont émis et absorbés en permanence. L'absorption entraîne une augmentation de l'énergie de l'atome et donc de son agitation (la température). L'émission entraîne une diminution de cette énergie et donc de la température. Dans la gamme de température du corps humain, le rayonnement thermique a une longueur d'onde de 8µm à 13µm (infrarouge lointain).

Ce phénomène est la manière dont le Soleil réchauffe la surface terrestre et dont la Terre se refroidit la nuit en réémettant cette énergie vers l'espace.

Vaporisation

C'est le passage de l'état liquide à l'état gazeux. Durant la vaporisation, la température n'augmente pas tant que l'apport d'énergie n'a pas fourni la chaleur latente du matériau. Ainsi pour vaporiser 1L d'eau, il faut fournir 2250 kJ (537kcal ou 0.625kWh).

Solidification

C'est le passage de l'état liquide à l'état solide. Durant la solidification, la température ne descend pas tant que l'apport d'énergie n'a pas fourni la chaleur latente du matériau. Ainsi pour solidifier 1L d'eau, il faut retirer 334 kJ (80kcal ou 0.090kWh).

Évaporation

L'eau est un fluide étonnant, qui contrairement à la plupart des autres liquides, prend plus de volume à l'état solide qu'à l'état liquide. De plus, l'eau présente une capacité calorifique très élevée (il faut beaucoup d'énergie pour chauffer l'eau, ou, rétrospectivement, l'eau peut absorber beaucoup d'énergie lors de sa montée en température). L'évaporation est un phénomène qui transforme l'eau liquide en vapeur d'eau en absorbant de l'énergie lors de cette transformation. L'évaporation ne peut se produire que si l'air ambiant n'est pas saturé en vapeur d'eau (voir le diagramme de point de rosée) et qu'il y a suffisamment de surface d'eau en contact avec l'air. C'est ce mécanisme que le corps utilise pour réduire sa température lorsque la température extérieure dépasse la température interne du corps de plus de 5°C.

Au vu des techniques abordées plus haut, pour se réchauffer, il faut profiter du système le plus efficace en premier avant d'utiliser un autre système. Ainsi, il faut en premier limiter la convection et la conduction de votre chaleur à votre environnement. Pour cela, il faut se couvrir en accumulant les couches de vêtements fins (l'air statique étant un meilleur isolant que le tissu en général, il vaut mieux avoir plus de couches d'air statique que d'épaisseur de tissus).

Ensuite, il faut privilégier le chauffage par rayonnement. Les anciennes maisons avaient des cheminées ouvertes, c'est à dire avec un rendement extrêmement faible, le feu chauffait l'air qui s'échappait par la cheminée et était remplacé par l'air froid du dehors. En conséquence, les habitants se blottissaient près du feu (le foyer) et étaient chauffés par rayonnement.

Aujourd'hui, l'isolation des bâtiments est meilleure (ainsi que les rendements des chauffages) donc l'ensemble des éléments d'une pièce deviennent rapidement des émetteurs de rayonnement thermique. Cela nécessite cependant beaucoup d'énergie inutilement (votre meuble n'a aucun intérêt à être à 22°C en hiver).

En situation de survie, cette énergie provient d'efforts que vous aurez à fournir (s'approvisionner en combustible, le préparer, etc...). Il convient donc de limiter le plus possible cette dépense.

Sans énergie, il est très difficile de se refroidir, car la physique dicte que les corps chauds transmettent leur chaleur aux corps froids. Il existe cependant deux phénomènes facilement exploitables pour vous refroidir: l'évaporation et le rayonnement thermique.

L'évaporation absorbe beaucoup d'énergie, mais il lui faut de l'eau et un air sec. L'air étant, habituellement, statique dans les habitations, il se charge rapidement en vapeur d'eau (il se sature) ce qui limite l'évaporation et donc le refroidissement. Il convient donc de ventiler l'air de votre habitation afin que de l'air moins saturé vous entoure.

Si vous faite entrer de l'air extérieur chaud, l'effet de l'évaporation risque d'être trop fiable pour compenser l'apport de chaleur extérieur. Il existe des climatisations à base d'évaporation (damp cooler). Le principe est de faire tourner un ventilateur devant une membrane humide (qui se charge par capilarité ou via des pompes). Sur les systèmes performants, l'air froid et humide est forcé dans un couloir métallique. Autour de ce couloir , l'air extérieur est forcé, échangeant sa température avec l'air froid par conduction mais pas son humidité, avant d'être envoyé dans l'habitation. L'air chaud et humide est alors rejeté à l'extérieur, tandis que l'air froid et sec reste dans l'habitation.

Cela nécessite cependant de l'eau (mais peu d'électricité).

Le refroidissement par rayonnement ne peut être réalisé que de nuit (pour l'instant, bien que de nouveau matériaux prometteur pourraient changer cela d'ici peu, par exemple, ce réfrigirateur à adsorption). Le principe est d'exposer vers l'espace une surface la plus grande possible qui va émettre votre chaleur, sans recevoir celle environnante.

Pour améliorer son confort thermique, il faut limiter les flux d'énergie nécessaires. En effet, si vous êtes dans une habitation ouverte en hiver, vous pouvez vous réchauffer en brûlant du bois, mais l'effort à fournir pour préparer ce combustible est important, alors que l'effort de fermer votre habitation est plus limité et donnera de bien meilleurs résultats.

La première des choses à régler et de déterminer la température moyenne et ses variations pour votre habitation au cours de l'année ou de la saison si vous prévoyez de vous déplacer. Si cette température moyenne est en dessous de la zone de confort, cela signifie que vous devrez chauffer la majorité du temps (voir se chauffer). Il est donc avantageux de prévoir une isolation conséquente de votre habitation. Si la température moyenne est au dessus de la zone de confort, cela signifie que vous devrez refroidir la majorité du temps (voir se refroidir). Il est donc avantageux de permettre une meilleure transmission de la chaleur de votre habitation vers l'espace environnant, donc limiter l'isolation (sauf à avoir un système de refroidissement actif), et augmenter la ventilation. Si la température moyenne est dans votre zone de confort, alors une isolation légère (et amovible) ainsi qu'une ventilation sont à prévoir.