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Efficacité énergétique

En physique et ingénierie mécanique, l'efficacité énergétique (ou efficacité thermodynamique) est un nombre sans dimension, qui est le rapport entre ce qui peut être récupéré utilement de la machine sur ce qui a été dépensé pour la faire fonctionner.

Cette notion est très souvent confondue avec le rendement qui est le rapport entre l'efficacité réelle de la machine et l'efficacité théorique maximale qu'on peut attendre d'elle. Le rendement a toujours une valeur comprise entre 0 et 1 (ou 0 et 100%), alors que selon le système, l'efficacité peut prendre n'importe quelle valeur positive[1]

L'augmentation de l'efficacité énergétique (En physique et ingénierie mécanique, l'efficacité énergétique (ou efficacité thermodynamique) est un nombre sans dimension, qui est le rapport entre ce qui peut être récupéré utilement de la...) permet de réduire les consommations d’énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.), à service rendu (Le rendu est un processus informatique calculant l'image 2D (équivalent d'une photographie) d'une scène créée dans un logiciel de modélisation 3D...) égal, et cela entraîne la diminution des coûts écologiques, économiques et sociaux liés à la production et à la consommation d’énergie. Pour arriver à une maîtrise (La maîtrise est un grade ou un diplôme universitaire correspondant au grade ou titre de « maître ». Il existe dans plusieurs pays et correspond à différents niveaux selon ceux-ci.) de l'énergie, un des principaux objectifs est l'amélioration de l'efficacité énergétique.

Physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien,...)

L'efficacité énergétique pour un système dépend de la vocation du système :

  • dans le cas d'un moteur (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif qui déplace de la matière en apportant de la puissance. Il effectue ce travail à partir d'une énergie (éolienne,...) il s'agit de :

\mathrm{Efficacit\acute{e}} = { W \over \mathrm{\acute{e}nergie}}

W est la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une collection ou un groupe de choses.) utile de travail produite par le système (en joules), et l'énergie est la quantité d'énergie (aussi en joules) utilisée pour faire fonctionner le système.

L'efficacité énergétique peut également se rapporter à l'utilisation des techniques ou des pratiques pour réduire l'utilisation d'énergie.

Une efficacité de 1 (100%) est impossible pour un moteur : le deuxième principe de la thermodynamique (On peut définir la thermodynamique de deux façons simples : la science de la chaleur et des machines thermiques ou la science des grands systèmes en équilibre. La première définition est aussi...) l'interdit.

  • dans le cas d'un réfrigérateur (Un réfrigérateur (ou frigidaire ou frigo dans le langage famillier) est un appareil principalement utilisé en cuisine, avec un compartiment principal qui a une température de...) ou d'une pompe à chaleur (Une pompe à chaleur est un dispositif thermodynamique permettant de transférer la chaleur du milieu le plus froid (et donc le refroidir encore) vers le milieu le plus chaud (et donc...) il s'agit de :

\mathrm{Efficacit\acute{e}} = { Q \over \mathrm{\acute{e}nergie}}

Q est la chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !) utile échangée par le système (en joules), et l'énergie est la quantité d'énergie (aussi en joules) utilisée pour faire fonctionner le système. Dans le cas d'un frigo la chaleur utile est celle qui sert à refroidir les aliments, dans le cas d'une pompe (Une pompe est un dispositif permettant d'aspirer et de refouler un fluide.) à chaleur c'est celle qui sert à chauffer l'intérieur de la maison (Une maison est un bâtiment de taille moyenne destiné à l'habitation d'une famille, voire de plusieurs, sans être considérée comme un immeuble collectif.).

Efficacité énergétique au quotidien

Un appareil est dit efficace en énergie quand il consomme moins d'énergie pour un même service rendu.

Efficacité énergétique dans l'automobile (Une automobile, ou voiture, est un véhicule terrestre se propulsant lui-même à l'aide d'un moteur. Ce véhicule est conçu pour le transport terrestre de personnes ou de...)

Cette notion a débouché sur celle d'hypervoiture : des véhicules qui consomment 3 à 5 fois moins que les voitures (Une automobile, ou voiture, est un véhicule terrestre se propulsant lui-même à l'aide d'un moteur. Ce véhicule est conçu pour le transport terrestre de...) de référence.

Efficacité énergétique dans le bâtiment

Pour diminuer la consommation énergétique des bâtiments de 22% d'ici 2010 en Europe (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un continent à part entière, mais aussi comme l’extrémité...), une Directive "performance énergétique des bâtiments" (EPBD) est en cours de transposition en 2007 dans les droits nationaux.

Pour l’éclairage, c’est de la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La lumière est intimement...) que l’on souhaite produire. La part de l’énergie consommée se transformant en une autre forme d’énergie comme la chaleur est donc perdue. On produit généralement la lumière à partir d’électricité (L’électricité est un phénomène physique dû aux différentes charges électriques de la matière, se manifestant par une énergie. L'électricité désigne également la branche de la physique qui étudie les phénomènes électriques et leurs...), mais selon les lampes utilisées, un même éclairement nécessitera une quantité d’électricité pouvant aller de 1 à 15 (voir tableau).

Comparaison de l’efficacité énergétique de différentes lampes
Type d’ampoule Efficacité par rapport à l’ampoule à incandescence Rendement lumineux
Ampoule à incandescence (tungstène) 1 12 (11-19 lm/W)
Ampoule halogènes à basse tension (Les normes européennes définissent le domaine de la basse tension (abréviation BT) comme les tensions comprises entre :) 1.5 18 (12 - 22 lm/W)
Diode électroluminescente 1 à 3 20 à 100 (120 à 300 lm/W dans quelques années)
Tube fluorescent 6 70 (45 à 100 lm/W)
Ampoule fluocompacte 6 70 (30 à 87 lm/W)
Ampoule au sodium (Le sodium est un élément chimique, de symbole Na et de numéro atomique 11. C'est un métal mou et argenté, qui appartient aux métaux alcalins. On ne le trouve pas à l'état de corps pur dans la...) basse pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) (pour l’éclairage urbain) 8 à 17 100 à 200 lm/W
(source : site du programme Green Light de la Commission européenne, page Choose energy-efficient alternatives consulté le 27 décembre 2006 http://www.eu-greenlight.org/What-to-do/what.htm)
Source: Wikipédia publiée sous licence CC-BY-SA 3.0.

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