Cet article est le 1er d’une série de 5 articles sur le thème de “L’énergie au cœur de la transition écologique”.
Qu’est-ce que l’énergie ?
“Se sentir rempli d’énergie”, “apport énergétique”, “transition énergétique”, “énergies fossiles”… Le mot “énergie” est partout, mais sait-on exactement ce qu’il signifie ?
L’énergie est une grandeur physique qui caractérise un changement d’état :
- Quand nous déplaçons un objet d’un point A à un point B, nous utilisons de l’énergie.
- Pour réchauffer un plat, nous utilisons de l’énergie en augmentant sa température.
- Quand nous éclairons notre bureau pendant 10 heures, nous utilisons de l’énergie électrique.
- Notre corps, pour fonctionner, consomme l’énergie chimique des aliments que nous ingérons.
⭐ L’énergie est la grandeur physique qui permet de mesurer les transformations du monde. Plus nous consommons de l’énergie, plus nous modifions le monde rapidement.
Puissance et énergie
Historiquement, nous mesurons l’énergie en Joules. Au quotidien, nous utilisons plutôt le kilowatt-heure (kWh). 1000 Wh = 1 kWh = 3,6 mégajoules (MJ)
Équivalence des unités d’énergie
On peut voir l’énergie comme la puissance que l’on utilise pendant une certaine durée. Dans notre quotidien, nous rencontrons souvent la notion de puissance sur les emballages d’appareils électro-ménager : 400 W pour un aspirateur, 2000 W pour un sèche-cheveux.
Pour connaître la consommation d’énergie d’un objet : Énergie = Puissance × Durée d’utilisation
Consommation d’énergie d’appareils du quotidien
Quelques exemples :
- Un aspirateur de 400 W utilisé 1h consomme 0,4 kWh
- Une télévision LCD de 100 W utilisée 2h par jour toute l’année consomme 73 kWh
- Une éolienne de 2 MW qui tourne 2 000h par an produit 4 GWh — soit l’énergie de 54 000 téléviseurs LCD
- Un réacteur nucléaire de 1 GW qui produit 2 000h par an produit 2 TWh — soit l’énergie de 27 millions de téléviseurs
💡 Il existe aussi une autre unité : la Tep (tonne-équivalent-pétrole). Elle représente l’énergie dégagée par la combustion d’une tonne de pétrole, soit 11 630 kWh. Elle est beaucoup utilisée quand on parle de consommation d’énergie à l’échelle mondiale.
Puissance et facteur de charge
La somme de la puissance de chaque machine dans un parc s’appelle la puissance installée. Mais cela ne veut pas dire que ce parc délivre constamment cette puissance.
Le facteur de charge est le ratio entre l’énergie produite sur une période et l’énergie qu’aurait pu produire le parc s’il avait constamment fonctionné à pleine puissance.
Puissance et facteur de charge
Le facteur de charge dépend de la source d’énergie, de la localisation et du niveau d’utilisation.
L’énergie sous toutes ses formes
Il existe deux types d’énergies :
Énergie primaire et énergie finale
L’énergie primaire : l’énergie telle qu’on la trouve dans la nature (pétrole, charbon, gaz, uranium, bois, vent, soleil…).
L’énergie finale : l’énergie utilisable par les humains. Le passage d’énergie primaire à finale nécessite un convertisseur :
- Uranium (primaire) → centrale nucléaire → électricité (finale)
- Pétrole (primaire) → raffinerie → diesel (finale)
- Eau (primaire) → barrage → électricité (finale)
À chaque transformation il y a des pertes. Une centrale à charbon avec un rendement de 35% signifie que seulement 35% de l’énergie primaire est convertie en énergie finale.
🍏 Notre corps est le plus vieux convertisseur. Sur les boites d’aliments, nous voyons souvent un nombre en kcal — c’est une unité d’énergie (1 cal = 4,18 J). En moyenne un être humain au repos consomme 2 000 kcal = 2,3 kWh. Un être humain qui fait un effort consommera environ 5 kWh.
Énergie grise et consommation mondiale
Quelques ordres de grandeur sur l’utilisation d’énergie primaire dans le monde :
- Un·e français·e consomme en moyenne 41 MWh d’énergie primaire
- Un·e américain·e consomme 79 MWh d’énergie primaire
- Un·e indien·ne consomme 7 MWh d’énergie primaire
💡 Pour faciliter la compréhension, il existe le terme d’esclaves énergétiques — comparer une consommation d’énergie avec son équivalent si cette énergie devait être produite uniquement par des humains. En France, nous avons chacun environ 400 esclaves énergétiques qui nous accompagnent au quotidien.
En plus de cela, nous consommons un autre type d’énergie beaucoup moins visible : l’énergie grise.
⭐ On appelle énergie grise toute l’énergie consommée lors du cycle de vie d’un produit : production, extraction des matériaux, transformation, fabrication, transports, mise en œuvre, entretien, recyclage.
L’énergie grise de notre nourriture
Pour produire notre nourriture, il faut des engins agricoles, des usines pour fabriquer les engrais, des camions pour transporter les productions, de l’électricité pour alimenter les magasins, etc. La quantité d’énergie grise contenue dans un téléviseur LCD équivaut à 266 kWh — il faudra 3,6 ans d’utilisation pour que la consommation électrique d’utilisation dépasse l’énergie nécessaire pour sa fabrication.
En résumé
- L’énergie mesure notre capacité à transformer le monde.
- Il existe deux types d’énergies : l’énergie primaire (dans la nature) et l’énergie finale (utilisable).
- Aujourd’hui, l’énergie est au cœur de nos sociétés. Se poser la question de notre dépendance à l’énergie nous force à analyser et repenser nos habitudes.
Sources
Source n°1 : Pour un téléviseur de 100W, utilisé 2h par jour, tous les jours pendant 365 jours. Source n°2 : Jancovici, J.-M. (2005). Combien suis-je un esclavagiste ? jancovici.com Source n°3 : Ritchie, H. and Roser, M. (2021). Energy. Our World in Data. Source n°4 : Duque Ciceri, N. et al. (2010). A Tool to Estimate Materials and Manufacturing Energy for a Product. MIT.