Consommation d'énergie électrique

Lien entre puissance et énergie consommée

L'énergie électrique consommée par un appareil dépend de deux facteurs : sa puissance et la durée pendant laquelle il fonctionne. Plus un appareil est puissant et plus il fonctionne longtemps, plus il consomme d'énergie.

Formule essentielle

$$E=P\times t$$

Avec E l'énergie en joules (J), P la puissance en watts (W) et t le temps en secondes (s).

Mise en pratique

Exercice : Un sèche-cheveux de puissance 1500 W fonctionne pendant 5 minutes. Quelle énergie consomme-t-il ?

Solution : D'abord, on convertit 5 minutes en secondes : 5 × 60 = 300 s. Ensuite, on applique la formule : $E=1500\times 300=450000$ J. Le sèche-cheveux consomme 450 000 joules.

Le kilowattheure (kWh)

Le joule est l'unité scientifique de l'énergie, mais pour l'électricité domestique, on utilise le kilowattheure (kWh) car les joules donneraient des nombres très grands. Un kWh correspond à l'énergie consommée par un appareil de 1000 W fonctionnant pendant 1 heure.

Conversion

$$1\text{ kWh}=3600000\text{ J}$$

Mise en pratique

Exercice : Un réfrigérateur consomme 360 000 J. Convertis cette énergie en kWh.

Solution : On divise par 3 600 000 : $360000÷3600000=0,1$ kWh. Le réfrigérateur consomme 0,1 kWh.

Lecture d'une facture d'électricité

Les compteurs électriques enregistrent la consommation totale d'un logement en kWh. La facture d'électricité indique le nombre de kWh consommés pendant une période et le prix à payer. Pour calculer la consommation, on fait la différence entre deux relevés successifs du compteur.

Idées essentielles

• Le compteur affiche un nombre croissant de kWh
• La consommation = relevé actuel - relevé précédent
• La facture multiplie les kWh par le prix unitaire

Mise en pratique

Exercice : Le compteur indiquait 12 450 kWh le 1er janvier et 12 750 kWh le 1er février. Quelle est la consommation du mois ?

Solution : On calcule la différence : 12 750 - 12 450 = 300 kWh. La consommation du mois est de 300 kWh.

Comparer les puissances

La puissance d'un appareil indique sa capacité à consommer rapidement de l'énergie. Plus la puissance est élevée, plus l'appareil consomme vite. Comparer les puissances permet d'identifier les appareils les plus gourmands en énergie.

Exemples de puissances

• Ampoule LED : 10 W
• Ordinateur portable : 50 W
• Téléviseur : 100 W
• Lave-linge : 2000 W
• Four électrique : 3000 W

Idée essentielle

Pour une même durée d'utilisation, un appareil de forte puissance consomme beaucoup plus d'énergie qu'un appareil de faible puissance.

Mise en pratique

Exercice : Classe ces appareils du moins au plus gourmand en énergie : réfrigérateur (150 W), bouilloire (2000 W), radio (20 W).

Solution : Radio (20 W) < Réfrigérateur (150 W) < Bouilloire (2000 W). La bouilloire est l'appareil le plus puissant, donc celui qui consomme le plus rapidement.

Optimiser la consommation

Pour réduire sa consommation d'énergie, on peut agir sur deux paramètres : diminuer la durée d'utilisation des appareils ou choisir des appareils de puissance plus faible. Ces gestes permettent de faire des économies d'énergie et de réduire l'impact environnemental.

Gestes pour économiser l'énergie

• Éteindre les appareils en veille
• Utiliser des ampoules LED plutôt qu'à incandescence
• Réduire la température du chauffage
• Limiter le temps sous la douche chaude
• Couvrir les casseroles pendant la cuisson
• Débrancher les chargeurs non utilisés

Mise en pratique

Exercice : Quelle économie réalise-t-on en remplaçant une ampoule de 60 W utilisée 5h par jour par une LED de 10 W ?

Solution : Ancienne consommation : 60 × 5 = 300 Wh par jour. Nouvelle consommation : 10 × 5 = 50 Wh par jour. Économie : 300 - 50 = 250 Wh par jour, soit 0,25 kWh.

Graphique énergietemps

Un graphique représentant l'énergie consommée en fonction du temps permet de visualiser la consommation d'un appareil. Pour un appareil de puissance constante, le graphique est une droite dont la pente représente la puissance. Plus la pente est forte, plus la puissance est élevée.

Caractéristiques du graphique

• Axe horizontal : temps (en heures ou secondes)
• Axe vertical : énergie consommée (en kWh ou J)
• Droite croissante pour une puissance constante
• Pente de la droite = puissance de l'appareil

Mise en pratique

Exercice : Sur un graphique, une lampe consomme 0,1 kWh en 1 heure. Quelle est sa puissance ?

Solution : La puissance correspond à la pente : $P=\frac{E}{t}=\frac{0,1}{1}=0,1$ kW = 100 W. La lampe a une puissance de 100 watts.

Définitions

Compteur électrique

Appareil qui mesure en continu la consommation d'énergie électrique d'un logement.

Consommation

Quantité d'énergie électrique utilisée pendant une période donnée, exprimée en kWh.

Énergie électrique

Quantité d'électricité consommée par un appareil, mesurée en joules (J) ou en kilowattheures (kWh).

Joule

Unité scientifique de mesure de l'énergie.

Kilowattheure

Unité pratique utilisée pour mesurer la consommation électrique domestique. 1 kWh = 3 600 000 J.

Puissance

Vitesse à laquelle un appareil consomme l'énergie, mesurée en watts (W).