> DOSSIER PRODUIRE SON ÉLECTRICITÉ PROPRE / introduction
22 mai 2005, 16:56
Bonjour,
Je vais essayer de donner quelques éclaircissements. Que les électriciens et physiciens me pardonnent !
Pour rester dans le sujet du débat, je vais faire une comparaison grossière avec la plomberie : Pour faire produire une certaine énergie à un moulin à eau, vous avez 2 solutions :
– Faire passer beaucoup d’eau doucement (le moulin à eau de nos rivières).
– Faire passe peu d’eau à forte pression (une centrale hydro-électrique).
En électricité, si vous multipliez la "pression" (la tension en Volt) par la quantité (l’intensité en Ampère) vous obtenez l’énergie délivré (en .... Volt-Ampère).
Là, ça se complique. Il y a un autre paramètre.
Vous n’êtes pas sans savoir que l’électricité délivrée par notre bonne EDF n’est pas du "courant continu" mais du "courant alternatif", ce qui équivaudrait à faire circuler l’eau de notre moulin alternativement dans un sens puis dans l’autre.
Dans le cas de l’électricité, cela change tout, car il y a un phénomène que l’on ne trouve pas avec l’eau : Les champs magnétiques.
– Quand on fait passer de l’électricité dans un fil, celui-ci génère un champ magnétique.
– Quand on place un fil électrique dans un champ magnétique stable (continu) il..... ne se passe rien.
– Quand on place un fil électrique dans un champs magnétique qui varie (courant alternatif...), la variation de magnétisme produit un courant électrique dans ce fil. Tous appareils à bobinages comme les transfomateurs, moteurs électriques, alternateurs etc. sont basés sur ce phénomène.
Pour compliquer tout, il existe un autre phénomène : Le déphasage. Dans un appareil à bobinage, il existe un petit décalage entre la tension (les Volts) et l’intensité (les Ampères). Ce décalage génère/consomme de l’énergie.
Je ne vais pas aller beaucoup plus loin dans la technique, mais de fait, on trouve en gros 2 sortes d’appareils :
– Les résistances passives : Résistances chauffantes, ampoules électriques à incandescence... et fils électriques de votre installation qui ne sont pas de parfaits conducteurs électriques. La puissance consommée par l’appareil est égale à la tension multipliée par l’intensité. Un appareil de 120Watt consommera 10A en 12V, et 0,5A en 220V. Le rendement d’une résistance chauffante sera de 100%, car toute l’énergie consommée sera dissipée en chaleur. Une ampoule électrique classique ou halogène est une résistance qui chauffe au point de devenir lumineuse (comme une braise rouge devient jaune quant on souffle dessus), de fait une bonne partie de l’énergie est consommée en chaleur non désirée.
– Les appareils à base de bobinages, dont les moteurs électriques. Là, le magnétisme est primordiale et la consommation d’énergie sous forme de chaleur faible et non souhaitée. La puissance consommée par l’appareil est la tension moyenne multipliée par l’intensité moyenne, multiplié par le coefficient déphasage moyen.
– Je ne vais pas complexifier mon discours avec le fonctionnement des ampoules à fluorescence, pour ce qui nous intéresse, elles ne consomme que peu de chaleur, et ont un très bon rendement. Les diodes ont un rendement encore plus grand, mais sont limités en puissance et surtout sont monochromatiques (1 seule couleur de lumière) ce qui offre une mauvaise qualité d’éclairage.
En ce qui concerne notre sujet, il faut retenir de manière pratique :
– Les fils électriques sont des résistances chauffantes. Plus la tension (en Volt) est élevée, et moins ces fils consommeront d’électricité. Une installation électrique en 220V est beaucoup plus performante et économique qu’une installation en 12V. Une installation en 12V nécessitera de très gros diamètres de fils pour ne pas chauffer. Plus la longueur de fil est importante, et moins le 12V sera performant par rapport au 220V (dans une voiture, les longueurs de fils entre la batterie et les appareils ne sont pas très importantes).
– Une ampoule halogène est typiquement plus performante en 12V qu’en 220V.
– Un moteur électrique ou un alternateur est beaucoup plus économique et performant en 220V qu’en 12V.
– Alimenter une forte puissance (radiateur électrique) en 12V nécessite des fils d’un diamètre rhédibitoires.
– Convertir l’électricité d’un paneau électrique ou d’une batterie en 220V pour alimenter un ordinateur ou un autre appareil électronique dont la tension interne est au maximum de 12V génère des pertes inutiles.
– Les alimentations électroniques chauffent généralement moins, donc génèrent moins de pertes ques les transfomateurs à bobinages. Tous les appareils de transfomation (alimentations électroniques ou transfomateurs classiques) génèrent un peu de pertes (quelques watts) s’ils restent sous tension.
– Le choix du 220V (plutot que le 110V) est un très bon compromis et un très bon choix pour alimenter une maison classique utilisant des appareils électro-ménagers. Si vous vivez dans un bateau ou dans un mobile-home perdu dans la nature et autoalimenté par capteurs photoélectriques, le 12V ou le 24V sera le meilleur choix, mais oubliez le lave-linge et le lave-vaisselle. Pour une éolienne, le 220V rique d’être un meilleur choix.
EN RESUME :
– Le problème de la tension électrique est un purement technique et rationnel, c’est un compromis qui dépend purement du type d’appareillage et de l’environnement (lampe de poche, machine à laver, bateau...).
Le vrai problème est un problème énergétique :
– Comment et combien a besoin d’énergie.
– Comment et combien on tolère les pertes et le gaspillage.
– Comment et qui la produit.
– Quel impact ont nos choix sur notre environnement.
J’ajouterais : Est-ce qu’un choix qui parait écologique l’est autant qu’il n’y parait ? (Quel impact environnemental et quels risques industriels génèrent la fabrications massive de cellules photo-électriques...).
Bonjour,
Je vais essayer de donner quelques éclaircissements. Que les électriciens et physiciens me pardonnent !
Pour rester dans le sujet du débat, je vais faire une comparaison grossière avec la plomberie : Pour faire produire une certaine énergie à un moulin à eau, vous avez 2 solutions :
– Faire passer beaucoup d’eau doucement (le moulin à eau de nos rivières).
– Faire passe peu d’eau à forte pression (une centrale hydro-électrique).
En électricité, si vous multipliez la "pression" (la tension en Volt) par la quantité (l’intensité en Ampère) vous obtenez l’énergie délivré (en .... Volt-Ampère).
Là, ça se complique. Il y a un autre paramètre.
Vous n’êtes pas sans savoir que l’électricité délivrée par notre bonne EDF n’est pas du "courant continu" mais du "courant alternatif", ce qui équivaudrait à faire circuler l’eau de notre moulin alternativement dans un sens puis dans l’autre.
Dans le cas de l’électricité, cela change tout, car il y a un phénomène que l’on ne trouve pas avec l’eau : Les champs magnétiques.
– Quand on fait passer de l’électricité dans un fil, celui-ci génère un champ magnétique.
– Quand on place un fil électrique dans un champ magnétique stable (continu) il..... ne se passe rien.
– Quand on place un fil électrique dans un champs magnétique qui varie (courant alternatif...), la variation de magnétisme produit un courant électrique dans ce fil. Tous appareils à bobinages comme les transfomateurs, moteurs électriques, alternateurs etc. sont basés sur ce phénomène.
Pour compliquer tout, il existe un autre phénomène : Le déphasage. Dans un appareil à bobinage, il existe un petit décalage entre la tension (les Volts) et l’intensité (les Ampères). Ce décalage génère/consomme de l’énergie.
Je ne vais pas aller beaucoup plus loin dans la technique, mais de fait, on trouve en gros 2 sortes d’appareils :
– Les résistances passives : Résistances chauffantes, ampoules électriques à incandescence... et fils électriques de votre installation qui ne sont pas de parfaits conducteurs électriques. La puissance consommée par l’appareil est égale à la tension multipliée par l’intensité. Un appareil de 120Watt consommera 10A en 12V, et 0,5A en 220V. Le rendement d’une résistance chauffante sera de 100%, car toute l’énergie consommée sera dissipée en chaleur. Une ampoule électrique classique ou halogène est une résistance qui chauffe au point de devenir lumineuse (comme une braise rouge devient jaune quant on souffle dessus), de fait une bonne partie de l’énergie est consommée en chaleur non désirée.
– Les appareils à base de bobinages, dont les moteurs électriques. Là, le magnétisme est primordiale et la consommation d’énergie sous forme de chaleur faible et non souhaitée. La puissance consommée par l’appareil est la tension moyenne multipliée par l’intensité moyenne, multiplié par le coefficient déphasage moyen.
– Je ne vais pas complexifier mon discours avec le fonctionnement des ampoules à fluorescence, pour ce qui nous intéresse, elles ne consomme que peu de chaleur, et ont un très bon rendement. Les diodes ont un rendement encore plus grand, mais sont limités en puissance et surtout sont monochromatiques (1 seule couleur de lumière) ce qui offre une mauvaise qualité d’éclairage.
Si vous voulez aller plus loin, et voir des explications plus exactes, commencez par aller voir http://fr.wikipedia.org/wiki/Puissance#En_.C3.A9lectricit.C3.A9
En ce qui concerne notre sujet, il faut retenir de manière pratique :
– Les fils électriques sont des résistances chauffantes. Plus la tension (en Volt) est élevée, et moins ces fils consommeront d’électricité. Une installation électrique en 220V est beaucoup plus performante et économique qu’une installation en 12V. Une installation en 12V nécessitera de très gros diamètres de fils pour ne pas chauffer. Plus la longueur de fil est importante, et moins le 12V sera performant par rapport au 220V (dans une voiture, les longueurs de fils entre la batterie et les appareils ne sont pas très importantes).
– Une ampoule halogène est typiquement plus performante en 12V qu’en 220V.
– Un moteur électrique ou un alternateur est beaucoup plus économique et performant en 220V qu’en 12V.
– Alimenter une forte puissance (radiateur électrique) en 12V nécessite des fils d’un diamètre rhédibitoires.
– Convertir l’électricité d’un paneau électrique ou d’une batterie en 220V pour alimenter un ordinateur ou un autre appareil électronique dont la tension interne est au maximum de 12V génère des pertes inutiles.
– Les alimentations électroniques chauffent généralement moins, donc génèrent moins de pertes ques les transfomateurs à bobinages. Tous les appareils de transfomation (alimentations électroniques ou transfomateurs classiques) génèrent un peu de pertes (quelques watts) s’ils restent sous tension.
– Le choix du 220V (plutot que le 110V) est un très bon compromis et un très bon choix pour alimenter une maison classique utilisant des appareils électro-ménagers. Si vous vivez dans un bateau ou dans un mobile-home perdu dans la nature et autoalimenté par capteurs photoélectriques, le 12V ou le 24V sera le meilleur choix, mais oubliez le lave-linge et le lave-vaisselle. Pour une éolienne, le 220V rique d’être un meilleur choix.
EN RESUME :
– Le problème de la tension électrique est un purement technique et rationnel, c’est un compromis qui dépend purement du type d’appareillage et de l’environnement (lampe de poche, machine à laver, bateau...).
Le vrai problème est un problème énergétique :
– Comment et combien a besoin d’énergie.
– Comment et combien on tolère les pertes et le gaspillage.
– Comment et qui la produit.
– Quel impact ont nos choix sur notre environnement.
J’ajouterais : Est-ce qu’un choix qui parait écologique l’est autant qu’il n’y parait ? (Quel impact environnemental et quels risques industriels génèrent la fabrications massive de cellules photo-électriques...).
Jérôme Dautzenberg
jerome@servian.net