Pourquoi la tête ou une vieille blessure font mal avant la pluie ?
― Notre corps perçoit une variation de pression équivalente à des dizaines d'étages d'immeuble
« Mon genou me fait mal quand la pluie approche », « J'ai la tête lourde avant un typhon ». Ce dicton ancien n'est peut-être pas qu'une impression. Quand une dépression approche, le poids de l'air autour de nous diminue, comme si l'on montait en haut d'un grand immeuble. Ce petit changement serait perçu par le fond de notre oreille.
Au réveil, la tête est étrangement lourde. Les tempes battent. Par la fenêtre, il fait encore beau, mais la météo annonce « pluie dans l'après-midi ».
Quelqu'un dans la famille dit : « Ma vieille cheville blessée me tiraille. » Avant même que la pluie commence, le corps semble déjà avoir compris.
Le ciel n'a encore rien changé. Alors que ressent donc notre corps ?
Deux raisons expliquent pourquoi le corps sent « la pluie arriver »
Quand une dépression approche, la force exercée par l'air d'en haut s'affaiblit. Même une dépression ordinaire équivaut à monter en haut d'un immeuble de presque 100 mètres.
Au fond de l'oreille se trouve un organe qui perçoit l'inclinaison et la rotation du corps. On pense qu'il réagit aussi aux variations de pression, perturbant le système nerveux qui régule notre équilibre.
Ces maux de tête, vertiges et douleurs d'anciennes blessures liés aux changements météo portent un nom : « douleur météo-sensible » ou « maladie météorologique ». Voyons cela en détail.
Quand une dépression arrive, c'est comme monter dans un immeuble
Nous vivons au fond d'une couche d'air de plusieurs kilomètres d'épaisseur au-dessus de nos têtes. La force exercée par le poids de cet air, c'est la « pression atmosphérique ». Au niveau du sol, elle est en moyenne d'environ 1013 hectopascals.
En montant en altitude, il y a moins d'air au-dessus de nous, donc la pression baisse. Près du sol, elle chute d'environ 1 hectopascal tous les 8 à 9 mètres d'élévation.
À l'inverse, quand une dépression approche, la pression baisse à un endroit même sans qu'on s'y déplace. Pour une dépression ordinaire, une chute de 10 à 20 hectopascals en une journée n'a rien d'inhabituel. Si un typhon puissant passe juste au-dessus, elle peut descendre de plus de 50 hectopascals.
Essayez de déplacer le curseur de la figure 1. Une baisse de 10 hectopascals équivaut à monter environ 85 mètres, soit la hauteur d'un immeuble. Pour un typhon puissant, c'est presque comme monter plus haut que la tour de Tokyo.
Mais il y a un point étrange. En montant 10 étages en ascenseur, la pression chute de 3 à 4 hectopascals en quelques dizaines de secondes. En termes de vitesse de changement, c'est bien plus brutal qu'une dépression. Pourtant, personne n'a mal à la tête en ascenseur.
Autrement dit, la douleur météo-sensible ne semble pas liée à un « changement rapide » de pression, mais à un « changement lent » s'étalant sur des heures. C'est là le cœur de l'énigme.
Le capteur au fond de l'oreille perturbe l'équilibre du corps
Au fond de l'oreille se trouve une zone appelée « oreille interne ». À côté de l'organe de l'audition se trouve l'organe qui perçoit l'inclinaison et la rotation du corps. C'est cette même oreille qu'on évoque quand on dit, lors du mal des transports, que « les yeux et les oreilles se contredisent ».
Des chercheurs japonais ont étudié des rats souffrant de douleurs chroniques, placés dans une chambre où l'on pouvait abaisser la pression. La baisse de pression augmentait les réactions de douleur, mais pas chez les rats dont l'oreille interne avait été détruite, selon leur rapport. Cela laisse penser que l'oreille interne serait la porte d'entrée de la perception des changements de pression.
Les signaux venant de l'oreille interne sont aussi transmis, dans le cerveau, au « système nerveux autonome » qui régule automatiquement le rythme cardiaque et le diamètre des vaisseaux sanguins. On pense que des perturbations de cet équilibre nerveux dilatent les vaisseaux, provoquant des maux de tête lancinants, ou intensifient la douleur de zones déjà fragiles (figure 2).
D'autres explications existent pour la douleur des anciennes blessures. Selon l'une d'elles, les tissus après une blessure gonfleraient légèrement sous l'effet des variations de pression environnante. Ce n'est peut-être pas une seule cause, mais plusieurs qui se superposent.
Au Royaume-Uni, une étude a demandé à plus de 10 000 personnes souffrant de douleurs chroniques d'enregistrer chaque jour leur douleur via smartphone. Les jours d'humidité élevée, de basse pression et de vent fort montraient une légère tendance à l'aggravation de la douleur. Le lien avec la température, lui, restait flou.
Alors, que faire ?
Les personnes sensibles à la douleur météo-sensible gagnent à surveiller les prévisions de pression atmosphérique pour s'y préparer mentalement. Se reposer tôt, dormir suffisamment : ces gestes pour réguler le système nerveux autonome sont recommandés. Réchauffer la zone autour des oreilles est aussi parfois conseillé.
Cependant, un mal de tête inhabituel et violent, ou une douleur intense apparue brusquement, ne doivent jamais être attribués à la météo. Consultez sans hésiter un médecin.
En résumé
Quand une dépression approche, la pression baisse à un endroit donné, même sans se déplacer, d'une ampleur équivalente à monter dans un immeuble de plusieurs dizaines d'étages. L'organe au fond de l'oreille perçoit ce changement lent et perturbe le système nerveux autonome, ce qui intensifierait maux de tête et douleurs d'anciennes blessures.
Avoir mal avant la pluie n'est peut-être pas qu'une impression.
Le corps entend, au fond de l'oreille, que le poids de l'air s'est légèrement allégé.
Le lien entre l'oreille et la pression est aussi détaillé dans « Pourquoi les oreilles font-elles mal avant l'atterrissage d'un avion ? », et le fonctionnement de l'oreille interne dans « Pourquoi a-t-on le mal des transports ? ».
- Si votre smartphone a un baromètre, affichez la valeur actuelle avec une application de pression. Montez et descendez quelques étages en ascenseur : vous verrez le chiffre bouger.
- Enregistrez la pression chaque matin et chaque soir, au même endroit. Quand une dépression approche selon la météo, certains jours chutent de plus de 10 hectopascals en une journée.
- Le même jour, notez aussi votre état (lourdeur de tête, forme générale) sur 3 niveaux : « bien », « normal », « mauvais ». Continuez 2 à 3 semaines et comparez avec le graphique de pression.
En découvrant à quel type de météo votre corps est sensible, vous pouvez planifier du repos à l'avance. Même sans baromètre intégré, les chiffres des prévisions météo permettent le même suivi.
Pour en savoir plus ― vocabulaire, formules et liens avec les manuelsDu niveau collège au niveau universitaire spécialisé, le niveau de chaque partie est précisé
- CollègeNiveau des sciences au collège
- LycéeNiveau « Physique-Chimie de base, Sciences de la Terre de base, Biologie de base » au lycée
- Lycée＋Niveau avancé du lycée, ou encart complémentaire du manuel
- UniversitéContenu non vu au lycée, d'une matière universitaire spécialisée (météorologie, neurophysiologie)
- RechercheContenu non encore établi comme « acquis » même à l'université, en cours d'étude par les chercheurs
CollègeVocabulaire : ce phénomène a un nom
- Pression atmosphérique : force exercée par le poids de l'air situé au-dessus de nous. Unité : l'hectopascal, environ 1013 hPa au niveau du sol.
- Douleur météo-sensible / maladie météorologique : maux de tête, vertiges, douleurs articulaires apparaissant ou s'intensifiant avec les changements météo. Ce n'est pas un nom de maladie officiel, mais une désignation d'un ensemble de symptômes.
- Oreille interne et système nerveux autonome : l'oreille interne, au fond de l'oreille, perçoit le son ainsi que l'inclinaison et la rotation du corps. Le système nerveux autonome régule inconsciemment le rythme cardiaque et le diamètre des vaisseaux sanguins.
CollègeLycéeVérification par le calcul : la baisse de pression d'une dépression équivaut à combien de mètres ?
Calculons « à combien de mètres de montée » équivaut la baisse de pression d'une dépression, sans déplacement. On considère le poids de la couche d'air proche du sol.
| En notation symbolique | Δp ＝ ρ × g × h (donc h ＝ Δp ÷ ( ρ × g )) |
| En mots | Différence de pression ＝ densité de l'air × accélération de la gravité × différence de hauteur |
| Origine de la formule | Le poids d'une couche d'air d'épaisseur h équilibre la différence de pression entre le haut et le bas (équilibre hydrostatique). Même formule que la pression de l'eau qui augmente avec la profondeur |
| Densité de l'air près du sol ρ | Environ 1,2 kg/m³ (kilogramme par mètre cube) |
| Accélération de la gravité g | 9,8 m/s² |
| Baisse de pression d'une dépression ordinaire Δp | 10 hectopascals ＝ 1000 pascals |
| Baisse de pression d'un typhon puissant | 50 hectopascals ＝ 5000 pascals |
| Différence de pression par mètre de hauteur (ρ × g) | 1,2 × 9,8 ＝ 11,76 pascals |
| Hauteur pour une dépression ordinaire (10 hPa) | 1000 ÷ 11,76 ≒ 85 m |
| Hauteur pour un typhon puissant (50 hPa) | 5000 ÷ 11,76 ≒ 425 m |
| Différence de pression pour 30 m en ascenseur | 11,76 × 30 ≒ 353 pascals |
| Vitesse du changement en ascenseur (30 secondes, par seconde) | 353 ÷ 30 ≒ 11,8 pascals |
| Vitesse du changement pour une dépression (10 hPa en 1 jour ＝ 86400 s, par seconde) | 1000 ÷ 86400 ≒ 0,0116 pascal |
| Rapport des vitesses (ascenseur ÷ dépression) | 11,8 ÷ 0,0116 ≒ 1017 |
Une dépression ordinaire équivaut à environ 85 m de montée, un typhon puissant à environ 425 m, dépassant la tour de Tokyo. Mais la vitesse du changement est environ 1000 fois plus rapide en ascenseur. Or l'ascenseur ne provoque pas de douleur météo-sensible : le corps réagirait donc à un « changement lent et prolongé ». L'effet de raréfaction de l'air en altitude ne représente que quelques pourcents dans cette plage, ce qui reste négligeable pour une estimation.
LycéeLycée＋Pourquoi la pression baisse-t-elle avec l'altitude, et que perçoit l'oreille interne ?
LycéeLa pression atmosphérique est déterminée par le poids de la colonne d'air au-dessus d'un point. Plus on monte, plus cette colonne est courte, donc la pression baisse. En sciences de la Terre de base, on apprend que l'air converge vers le centre d'une dépression, créant un courant ascendant qui forme des nuages. C'est la raison pour laquelle « dépression » annonce souvent la pluie.
Lycée＋L'intérieur de l'oreille interne est rempli d'un liquide appelé endolymphe. L'inclinaison et la rotation du corps sont perçues quand des cellules ciliées détectent le mouvement de ce liquide. L'hypothèse de l'oreille interne suppose que les variations de pression affecteraient légèrement ce liquide ou ces membranes, et que ce signal serait transmis au cerveau.
UniversitéÉquilibre hydrostatique et voie du système vestibulaire vers le système nerveux autonome
La formule ci-dessus est exactement celle de l'équilibre hydrostatique de l'atmosphère. En tenant compte de la baisse de densité de l'air avec l'altitude, on obtient la formule barométrique (formule de l'altitude-pression), où la pression décroît de façon exponentielle avec la hauteur. Côté physiologie, on pense que les signaux provenant de l'appareil vestibulaire de l'oreille interne, transmis aux noyaux vestibulaires du tronc cérébral, influencent les centres du système nerveux autonome. L'ensemble des états où la météo provoque des symptômes est appelé maladie météorologique, et fait l'objet de recherches couvrant migraines, douleurs articulaires et vertiges.
📖 Pour la dérivation de la formule et pour aller plus loin : Équilibre hydrostatique (Wikipédia, en japonais) ／ Maladie météorologique (Wikipédia, en japonais)
RechercheCe qui reste encore mal compris
- Pourquoi réagir à un « changement lent » ? Le changement est bien plus brutal en ascenseur, et pourtant il ne provoque pas de douleur météo-sensible. On ne sait pas encore si c'est l'ampleur, la vitesse ou la durée du changement qui compte.
- Quelle partie exacte de l'oreille interne perçoit la pression, et comment ? Les expériences animales montrent l'implication de l'oreille interne, mais on ignore quelles cellules précises, chez l'humain, captent les variations de pression.
- D'où viennent les différences entre individus ? Pour une même météo, certains ressentent fortement les effets, d'autres pas du tout. Les études sur l'humain donnent des résultats variables, certaines trouvant un lien, d'autres non.
Le contenu de cet article reste donc « une explication dans les limites actuelles des connaissances ». La douleur météo-sensible est un sujet où un savoir populaire ancien est en cours de vérification scientifique.
Liens avec les manuels (par niveau)
| Niveau | Matière / unité | Section correspondante |
|---|---|---|
| Collège | Sciences 4e « La météo et ses changements » (pression atmosphérique, dépression) | La pression est le poids de l'air, elle baisse avec une dépression |
| Lycée | Physique de base « Pression », Sciences de la Terre de base « Structure de l'atmosphère », Biologie de base « Système nerveux autonome » | Vérification par le calcul, oreille interne et système nerveux autonome |
| Lycée＋ | Biologie « Récepteurs (récepteurs de l'équilibre) » | Endolymphe de l'oreille interne et cellules ciliées |
| Université | Météorologie (équilibre hydrostatique, formule barométrique), neurophysiologie (système vestibulaire, système nerveux autonome) | Section universitaire |
| Recherche | Médecine météorologique, recherche sur la douleur | Réaction au changement lent, différences individuelles |
| ― | Lien avec la vie quotidienne | Consulter les prévisions de pression, se reposer à l'avance, tenir un journal de son état |
- Dixon WG et al. « How the weather affects the pain of citizen scientists using a smartphone app » npj Digital Medicine (2019)
- Sato Jun et al., rapport d'expérimentation animale sur l'aggravation des réactions de douleur par la baisse de pression et l'implication de l'oreille interne (Institut de recherche en médecine environnementale de l'Université de Nagoya, Université médicale d'Aichi, etc.)
- Maladie météorologique (気象病) ― Wikipédia (en japonais)
- Équilibre hydrostatique (静水圧平衡) ― Wikipédia (en japonais)
- Agence météorologique japonaise (気象庁), explications sur « la pression atmosphérique » et « les dépressions » (site de l'Agence météorologique japonaise, rubrique « Connaissances et explications »)
※Cet article est une vulgarisation scientifique destinée au grand public. Les valeurs indiquées sont des repères et des approximations destinés à faciliter la compréhension des mécanismes. La perception des symptômes varie beaucoup selon les personnes. En cas de mal de tête inhabituel et intense, ou de douleur persistante, consultez un médecin.