Énergie solaire photovoltaïque
Notions relatives à l'énergie

Pour étudier le monde physique, on essaie d'identifier différents systèmes (exemple : mon corps, mon ordinateur...).

Lorsque différents systèmes interagissent, on a constaté qu'ils échangent "quelque-chose" que l'on a appelé énergie.

Les formules qui permettent de calculer l'énergie échangée sont différentes selon que l'interaction est de nature mécanique, thermique, électrique.... Pourtant, quels que soient les phénomènes en présence, l'expérience conduit toujours à la conclusion suivante :

Commentaire S00-1 : Note sur la façon dont l'énergie est définie.

Commentaire S00-2 : De la difficulté conceptuelle de la notion d'énergie.

Du principe ci-dessus (dit premier principe de la thermodynamique), on déduit que, si un système évolue d'un état vers un autre et que, pendant cette évolution, il a globalement fourni de l'énergie à son entourage, cette énergie correspond à une diminution de l'énergie stockée dans le système (énergie qu'il faudra lui rendre si on veut le ramener dans son état initial).
De même, si un système évolue d'un état vers un autre et que, pendant cette évolution, il a globalement absorbé de l'énergie, cette énergie correspond à une augmentation de l'énergie stockée dans le système (énergie qu'il devra restituer à son entourage si on veut le ramener dans son état initial).

Puisque l'énergie se conserve, on peut effectuer des bilans d'énergie, ce qui constitue une façon efficace d'aborder un problème technique.

L'unité SI (système international) d'énergie est le joule, et on la désigne par la lettre J .

Cette unité est relativement petite à l'échelle humaine. On utilise donc d'autres unités telles que le kilojoule : 1 kJ = 1000 J

Le symbole utilisé pour désigner l'énergie diffère d'un auteur à l'autre. On utilise souvent la lettre "w" , qui est la première lettre du mot signifiant "travail" dans plusieurs langues (work...).

On définit la puissance comme étant le débit d'énergie.
Autrement dit, si un système fournit à un autre une quantité Dw d'énergie en un laps de temps Dt, la puissance correspondante vaut

(S00-1)

Si Dw est exprimé en J et Dt en secondes, la puissance P calculée par (S00-1) est exprimée en watts.

Le watt est donc l'unité SI de puissance. Son symbole est "W" (ne pas confondre avec le symbole utilisé pour désigner l'énergie).

Le watt est une unité relativement petite à l'échelle humaine, et on utilise donc souvent des unités différentes telles que le kilowatt (1 kW = 1000 W), le mégawatt (1 MW = 10000000 W = 10⁶W) et le gigawatt (1 GW = 1000000000 W = 10⁹ W).

Comme les notions d'énergie et de puissance touchent un grand nombre d'activités humaines et de domaines scientifiques, on ne s'étonnera pas du fait qu'il existe, en plus des unités SI, une multitude d'autres unités plus ou moins farfelues. Nous en donnons ci-dessous quelques exemples.

Autres unités d'énergie

• le kilowattheure : 1 kWh = 3600000 J (énergie transmise en une heure à une puissance de 1 kW)
• la petite calorie : 1 cal = 4.1868 J (énergie nécessaire pour échauffer 1 gramme d'eau de 1°C)
• la grande calorie : 1 Cal = 1 kcal = 1000 cal = 4186.8 J = 4.1868 kJ
• la tonne d'équivalent charbon : 1 t.e.c. = 29.3076 GJ = 8141 kWh
• la tonne d'équivalent pétrole : 1 t.e.p. = 41.86 Gjoule = 11628 kWh

Autres unités de puissance

• le cheval vapeur : 1 CV = 735.7 W (puissance nécessaire pour soulever une masse de 75 kg à une hauteur de 1 m en 1 seconde)
• horse power (cheval vapeur encore utilisé aux USA) : 1 HP = 745.7 W (puissance nécessaire pour soulever une masse de 550 livres à une hauteur de 1 pied en 1 seconde)

Il existe de nombreuses autres unités. Vous pouvez trouver les coefficients de conversion d'un certain nombre d'entre elles sur le site MEASURE CONVERTER.

Pour plus de détails sur les unités propres aux USA, vous pouvez consulter le site Metric ⁴ US!.

Dernière mise à jour le 15-03-2003