L’ÉNERGIE, C’EST QUOI ?
En introduction, voici le texte que j’avais placardé sur la porte d’entrée de mon labo à l’attention de mes étudiants et des personnes de passage :
L’énergie :
– c’est pas simple, ça coûte cher, ça polue…
Mais nul ne peut s’en passer, alors il faut :
– apprendre l’énergie…, respecter l’énergie, maîtriser l’énergie !
Tout est dit !
Développons maintenant en commençant par l’unité légale de l’énergie qui est le Joule (Symbole J).
Un joule correspond à une énergie très très faible. C’est par exemple l’énergie musculaire que vous devez dépenser pour soulever un verre d’eau depuis la table jusqu’à votre bouche.
Multiples du Joule
Le KiloJoule 1kJ = 1000J; Le MégaJoule 1MJ = 1000 000J … etc, etc.
Dans la vie courante comme l’énergie est fonction du temps : Energie = Puissance x Temps, (avec l’énergie en Joule J, la puissance en Watt W, le temps en seconde s) d’ou :
1J = 1W x 1s.
On exprime plus souvent l’énergie en Wh (Wattheure). 1Wh = 3600 J car il y a 3600s dans une heure.
Et même 1000 fois plus grand, le Kilowattheure kwh. 1kwh = 3 600 000 J ou 3,6MJ. C’est avec ce multiple que votre compteur EDF enregistre votre consommation d’énergie électrique.
Pour s’exprimer scientifiquement
- Personne ne sait produire de l’énergie. L’homme ne sait que transformer une forme d’énergie en une autre forme d’énergie… et cela avec une certaine efficacité dénommée : rendement de conversion.
Exemple: Un véhicule thermique diesel de petite cylindrée consomme 6,5l/100Km soit 75KWh aux 100Km (conduite cool!). Le dernier Kangoo électrique 15KWh aux 100Km soit cinq fois moins d’énergie !
- L’énergie c’est immatériel, on ne peut voir que ses effets !
- L’énergie quelle que soit sa forme ne peut pas disparaitre, ni apparaitre par miracle !
- L’énergie musculaire d’un individu est ridiculement faible par rapport à ses besoins quotidiens.
- L’énergie thermique (la chaleur) est la forme la plus dégradée de l’énergie. Toutes les formes d’énergies « finiront » majoritairement en chaleur rarement valorisable!
Consommations moyennes d’énergie électrique par jour par personne
La moyenne »raisonnable » se situe entre 3 et 4kWh/jour/personne (hors chauffage ou climatisation), mais en fait une majorité d’individus consomme et gaspille beaucoup plus que cela.
Avec une parfaite Maîtrise De l’Energie (MDE), il est possible de vivre avec tout le confort moderne en consommant seulement 1kWh/jour/personne! Mais si, mais si … consultez la leçon sur la MdE !
Vous pouvez simplement faire votre bilan personnel moyen de vos consommations en relevant l’index de votre compteur EDF sur plusieurs jours (à la même heure), puis en divisant par le nb de jours et le nb de personnes présentes dans votre habitat … vous risquez d’être surpris.
Ne pas confondre Énergie et Puissance !
- Exemple; un moteur d’aspirateur peut délivrer une puissance de 1200W. S’il n’est pas utilisé, sa consommation d’énergie est nulle (t = 0s). S’il est utilisé pendant une heure, il aura consommé 1,2kWh.
- Il faut être vigilant lorsqu’on achète un appareil électroménager. Ex. il existe différentes puissances de moteurs d’aspirateurs entre 800W et plus d’1,5kW… pour quasiment un même service rendu !
- Autre ex: Une batterie auto de 12V a une capacité de 60Ah. Son énergie max stockée est 12 x 60 = 720Wh. Elle alimente le moteur d’essuie glace de 100W, ou le démarreur très puissant de 2kW. Si le moteur thermique est à l’arrêt (l’alternateur ne recharge pas la batterie), l’essuie glace pourrait fonctionner 720/100 = 7,2h alors que le démarreur seulement pendant: 720/2000 = 0,36h ou 21mn! En fait il ne faut pas décharger totalement une batterie au Plomb au risque de la détruire.
Si on ne peut pas voir l’énergie, on peut voir ses effets
Revenons à ce multiple très utilisé, le kWh qui fait 3.600.000 Joules, consommé sans trop y penser !
L’énergie potentielle est l’énergie »contenue » dans un corps d’une certaine masse situé à une certaine hauteur. On a Ep = m x g x h (avec Ep en joule ; m en kg ; g = 9,81m/s² la pesanteur ; et h en mètre).
Si vous montez un escalier au 4èm étage (soit 12m), votre masse étant de 60kg, vos muscles des jambes auront fourni une énergie de Ep = 60×9,81×12= 7063Joules. On est très loin du kWh !
Quel « exploit » peut faire une énergie d’1 kWh ?
Avec une énergie de 1kWh, on peut soulever 36 tonnes à dix mètres de hauteur, ou ce semi remorque chargé sur plus de trois étages ! Une énergie d’un kWh c’est loin d’être négligeable (Ep= m.g.h)
1kWh ou 3 600 000 J = 36 000kg . 10 . 10m (on peut arrondir g=9,81 à 10m/s²).
Exemple « fracassant » avec l’énergie cinétique !
L’énergie cinétique est celle »contenue » dans toute masse en mouvement selon la formule bien connue :
Ec = 1/2 . m . v²
Avec Ec en joule ; m en kg ; v² en (m/s)²
Si ce 4×4 avait une masse de 2000kg et s’il roulait à 144km/h (ou 40m/s), l’énergie cinétique était de : ½ . 2000 . 40² = ½ . 2000 . 1600 = 1 600 000 Joules.
Même pas un demi kWh (qui ferait: 1 800 000 J)… l’énergie devient ‘’visible’’ !
Pas solides ces 4×4, et tellement polluants !
Toute l’énergie cinétique s’est transformée en déformations ; l’arbre va vite cicatriser son écorce !
L’énergie : un défi, une chance.
