Confusion énergie / puissance

L’énergétique est mon métier, alors quand j’entends ou lis des erreurs ou des approximations à ce sujet je ne peux rarement m’empêcher de corriger. Ce matin j’ai lu quelqu’un évoquer une actualité liée à la Formule 1 et à la présentation d’une nouvelle voiture et commettre cette confusion. Il a tenu ses propos :

elle a un récupérateur d’énergie au freinage, qui permet de délivrer 50ch à chaque tour

J’expliquerai l’erreur de cette phrase plus bas. Dans un premier temps, je souhaite préciser que je ne veux nullement montrer du doigt la personne en question. Cette confusion, énergie/puissance, on la trouve très régulièrement y compris dans des journaux jugés sérieux. Disons que la discussion de ce matin m’a motivé à écrire un rapide billet pour préciser les choses.

Alors, allons y !

L’énergie c’est la puissance multipliée par le temps.

La puissance est une valeur instantanée. Elle peut correspondre à la puissance (en Watt et multiples) qu’une centrale nucléaire produit à un instant précis. Elle peut correspondre à la puissance du moteur d’une voiture (souvent exprimée en ch), c’est une puissance correspondante à un cas précis, etc.

Quant à elle, l’énergie est fonction du temps. Si je reviens à ma centrale nucléaire, je dois préciser pendant quel laps de temps elle produit telle quantité d’énergie. Donner une énergie produite sans préciser l’intervalle de temps ne veut quasi rien dire. Pour ma voiture, quand je parle de la quantité d’énergie j’évoque non pas un temps, mais une distance. Ma voiture consomme 5 litres pour 100 kilomètres ; les valeurs énergétiques des carburants sont normalisées donner un volume d’essence c’est donner une quantité d’énergie. Ici j’ai donc une quantité d’énergie bornée sur une étendue (100 km).

Ainsi, l’énergie électrique que j’ai consommée pour écrire ce billet, c’est la puissance électrique que mon ordinateur soutirait au réseau multipliée par le temps que cela m’a été nécessaire. En termes de chiffres, dans le cas présent on peut dire que mon ordinateur prélevait 100 Watt sur le réseau (ordre de grandeur et chiffre rond…). Je suis un peu lent, il m’a donc fallu une heure pour l’écrire. Avec une puissance prélevée de 100 Watt pendant une heure, j’ai consommée une énergie de 100 Watt.heure, qu’on peut noter o,1 kWh.

À mon sens, une des raisons de la confusion vient probablement du fait que le Watt est une unité de puissance et le Watt.heure une unité d’énergie. La trop forte similitude à l’oreille génère des confusions ou des imprécisions. Cela induit chez beaucoup de personnes une incompréhension de quelle unité correspond à quoi. Je ne listerai pas ici le nombre de fois où j’ai pu lire ou entendre dans des médias des phrases du type : la centrale de XX produisant 1500 MW d’énergie électrique, ou d’une puissance de 20 KWh, etc. etc.

Notre Formule 1

elle a un récupérateur d’énergie au freinage, qui permet de délivrer 50ch à chaque tour

Notre Formule 1 a effectivement un récupérateur d’énergie. On parle d’énergie cinétique (masse de la voiture multipliée par le carré de la vitesse, le tout divisé par deux) pour quantifier l’énergie d’un corps qui se déplace. Plus la vitesse est importante, plus cette énergie l’est. Un freinage de voiture, c’est transformer cette énergie cinétique en chaleur. On serre les freins, la voiture ralentit, les freins chauffent. En Formule 1, on va utiliser une bobine électrique qui s’opposant au mouvement de rotation des roues (les ralentissant) va créer de l’électricité. Cette électricité est stockée en batteries pour être réutilisée dans un moteur électrique pour servir d’appoint d’accélération.

Donc, notre Formule 1 à chaque freinage génère de l’électricité qu’elle stocke en batterie. Ce système de récupération d’énergie – appelé KERS – peut ponctuellement délivrer une puissance supplémentaire en se servant de cette énergie. Effectivement, il peut ponctuellement (à un instant t, un infiniment petit) générer 50 ch supplémentaires à la voiture. Mais dire qu’il génère 50 ch à chaque tour, non. À chaque tour, il permet de délivrer une quantité d’énergie (en Joule, Wh, calorie, etc.). Il serait d’ailleurs intéressant de savoir quelle est cette quantité d’énergie que l’on pourrait comparer au volume d’essence consommé sur un tour, qui lui aussi est une quantité d’énergie.

Résumé

Pour faire court :

  • la puissance s’exprime en Watt, mais aussi en cheval vapeur (ch) ;
  • l’énergie s’exprime en Joule, Watt.heure et calorie ;
  • l’énergie c’est la puissance multipliée par le temps ;
  • une puissance est donc une énergie divisée par un temps ;
  • une puissance est donc toujours instantanée ;
  • si l’on évoque une grandeur consommée ou produite au cours d’un intervalle de temps, il ne peut s’agir que d’une énergie et non d’une puissance.

Voili, voilà.

Note pour nos amis français ; la puissance fiscale d’une voiture (celle de votre carte grise) est tout sauf une unité de puissance. Il s’agit d’un barème fiscal et rien d’autre. Ce n’est pas représentatif de la puissance réelle de votre voiture.

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5 réflexions sur “Confusion énergie / puissance

  1. bonjour,
    je me permets de préciser que les unités watt, joule, ampère, sont des noms communs comme banane, chapeau ou voiture. A cet égard elles ne prennent pas de majuscule et prennent la marque du pluriel (une lampe de dix watts). Seuls les symboles des unités, en hommage au nom propre à l’origine du nom de l’unité (André Ampère, James Watt, Nicolas Tesla…) prennent une majuscule : W, J, T, Hz, A …

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