Qu'est-ce qu'un kWh ?

lundi 09 mars 2009 Écrit par  Yves Heuillard

compteur électrique Dès que l'on parle chauffage ou économie d'énergie, la référence à la consommation, exprimée en kilowattheure, ou de façon abrégée en kWh, est permanente. Le terme est tellement courant qu'il semble ne pas devoir être expliqué. Et pourtant... 

Une demi-heure de sèche-cheveux, ou une journée de réfrigérateur et votre compteur électrique affichera  un kilowattheure de plus (il s‘agit là d‘ordres de grandeur). Bien sûr le kWh est aussi utilisé pour d'autres formes d'énergie que l'électricité. Par exemple, la combustion d'un litre de fioul produit 10 kWh de chaleur, celle d'un kilo de bois, 4 kWh. Quelle que soit votre source d'énergie, quand vous prenez un bain vous consommez dans votre maison environ 5 kWh (200 litres d'eau à 35 °), et quand vous prenez une douche 0,75 kWh (30 litres d'eau).

Un kilowattheure en cache d'autres. Attention : je parle de l'énergie consommée "dans votre maison", ce qui ne préjuge en rien de l'énergie qu'il aura fallu dépenser pour produire et apporter ces kilowattheures jusque chez vous. Il faut souvent dépenser 3 ou 4 kilowattheures d'energie pour délivrer un seul kilowattheure chez vous ! Si vous raisonnez en terme de budget familial, ce qui vous intéresse ce sont les kilowattheures dépensés chez vous (indiqués par le compteur électrique, le compteur à gaz, ou le volucompteur du livreur de fioul). Si vous êtes concerné par la planète, vous vous intéresserez aussi, à la totalité des kilowattheures dépensés pour produire l'énergie que vous consommez. Nous revenons sur ce point majeur dans la suite de cet article.

Puissance et énergie. Les étiquettes des appareils ménagers, mentionnent la puissance en watt ou en kilowatt. La puissance n'est pas une mesure de consommation d'énergie. Prenons un exemple pour expliquer la différence : supposez que vous arrosiez votre jardin avec de l'eau pompée dans la rivière. L'utilisation d'une pompe puissante vous permettra de le faire en moins de temps qu'avec une petite pompe, mais in fine, en supposant les deux pompes de même qualité, votre consommation d'énergie sera identique. La puissance, en watt ou en kilowatt, c'est l'énergie maximale par seconde que vous pouvez consommer pour accomplir une action donnée, mais pas l'énergie que vous consommez.

Comment calculer la consommation d'un appareil à partir de sa puissance ? Il suffit de multiplier sa puissance - indiquée en watt - par le nombre d'heures d'utilisation. Par exemple une ampoule à incandescence classique de 100 W, utilisée 3 heures par jour pendant 300 jours consomme 100 x 3 X 300 = 90 000 wattheures, soit 90 kWh.

Combien ça coûte ?

Cette question, en apparence si compteur_gazmple, est éminemment compliquée par le truchement d'une facturation scindée en abonnement + consommation, tarification par tranche, et pour l'électricité, tarif de nuit et de jour. Une solution consiste à raisonner en coût marginal. Autrement dit, si vous consommiez un kWh de plus ou de moins quel serait l'impact sur votre portefeuille. Réponse  (source Ministère de l'Industrie  et EDF, prix TTC arrondis au centime supérieur, mis à jour en juin 2013

  • Pour l'électricité, avec un compteur simple, environ 0,13 euros.
  • Pour l'électricité avec un compteur heures pleines / heures creuses environ 0,14 en heures pleines et 0,10 euros en heures creuses (1h30 - 7h30 ; 12h30 - 14h30)
  • Pour le fioul : environ 0,09 euros le kWh (sur la base de 90 cts le litre de fioul livré)
  • pour le gaz naturel : environ 0,06 euros le kWh.
  • Pour le bois (pellets) : environ 0,05 euros le kWh.
  • Pour le chauffage solaire : 0

Bien sûr pour des changements importants de consommation, par exemple si vous n'êtes plus chez vous une partie de l'année, si vous améliorez drastiquement votre isolation, ou si vous installez une piscine chauffée, ces valeurs ne vous seront d'aucune utilité. Vous devez demander des simulations de coûts aux différents fournisseurs.

Le rendement

Attention enfin, tous les kWh que vous dépensez ne se retrouvent pas nécessairement dans vos radiateurs ou dans votre baignoire. Par exemple, si vous disposez d'une chaudière à fioul, une partie des kilowattheures fournis par la combustion du fioul part en fumée dans la cheminée. Ces pertes sont déterminées par le rendement des appareils. Les appareils de chauffage modernes ont des rendements supérieurs à 90 %, et pour les modèles dits à condensation de l'ordre de 100 %.

Les radiateurs électriques de type convecteurs ont un rendement de 100 %, et une pompe à chaleur peut avoir un rendement moyen sur l'année supérieur à 300 %, c'est à dire qu'elle peut produire 3 fois plus de kWh de chaleur qu'elle ne consomme de kWh d'électricité. Voilà pour votre portefeuille.

L'énergie finale, l'énergie utile

L'énergie finale c'est le nombre de kWh que vous consommez. Généralement c'est celle qu'indique votre compteur ou votre facture. L'énergie utile c'est celle qui est effectivement utilisée pour chauffer votre ballon d'eau chaude ou vos radiateurs. Le rapport entre l'énergie finale et l'énergie utile est déterminé par le rendement de votre installation.

Et pour la planète, qu'est-ce qu'un Kilowattheure ?

hydroelectric_dam Tous les kWh que vous consommez doivent être produits. Le citoyen écoresponsable se pose la question suivante : combien a-t-on dépensé de kWh d'énergie (dans une centrale électrique par exemple) pour me fournir 1 kWh d'énergie finale (mesuré par mon compteur) ? 

Et quelle masse de gaz carbonique a été générée ? Par exempe, en dix minutes, le barrage de Grand'Maison, en Isère, peut produire 300 000 kWh ; EDF n'a pas dépensé d'énergie pour faire tourner ses turbines - l'énergie provient du soleil sous la forme de pluie dans le barrage. Il en va tout autrement dans une centrale thermique (gaz, fioul ou nucléaire).

Pour fournir un kWh d'électricité une centrale thermique doit d'abord produire de la vapeur et dépenser généralement entre 2,5 et 3 kWh d'énergie. Ce qui veut dire que si vous chauffez votre maison avec des radiateurs électriques classiques, des convecteurs par exemple, quand vous consommez 1kWh, il a fallu brûler le combustible nécessaire à produire 3kWh de chaleur (ordre de grandeur). A supposer que votre électricité provienne d'une centrale thermique au fioul, vous consommez donc trois fois plus de combustible (et  produisez trois fois plus de CO²) que si vous le brûliez directement chez vous dans une chaudière pour produire de la chaleur. Dans les calculs de consommation d'énergie, les thermiciens font la différence entre l'énergie primaire (celle qui a été dépensée dans la centrale) et celle qui vous est effectivement livré dans voter maison (énergie finale).

Si votre électricité est d'origine nucléaire (ce qui est le cas e n France pour 78 % de  l'électricité), la centrale nucléaire rejette dans l'atmosphère, le fleuve, ou la mer, 2 fois la chaleur produite chez vous. En revanche il y a très peu de gaz carbonique produit - c'est l'argument des pro nucléaires - mais des déchets hautement toxiques et des risques d'accidents effroyables - c'est l'argument des anti-nucléaires.

à noter que si vous remplacez vos convecteurs électriques par un système de pompe à chaleur, il faut 3 fois moins (2 à 4 fois selon les installations et les régions) de consommation d'électricité pour produire la même quantité de chaleur. Et donc, dans ce cas, tout se passe comme si toute l'énergie "brulée" par la centrale parvenait dans votre maison. C'est bien entendu une vue de l'esprit, mais il n'en reste pas moins que 1 kWh au compteur égal 3 kWh de chaleur.

Notre raisonnement ne tient pas compte des pertes dans les fils et les transformateurs pour transporter le courant jusque chez vous ( de l'ordre de 8% - réseau très haute tension RTE + réseau de distribution ERDF). Il ne tient pas compte non plus de l'énergie nécessaire, pour fabriquer le combustible utilisé dans la centrale, et pour l'y acheminer depuis les gisements de gaz, les mines de charbon ou les mines d'uranium. En toute logique, il le faudrait. Cette analyse détaillée de la consommation réelle d'énergie, s'appelle analyse du cycle de vie. Elle est à la base de toute réflexion sur le développement durable. 

Comprenez de quoi on vous parle 

De notre petite explication, il résulte que le mot kWh peut recouvrir des réalités très différentes. Chacun, selon la position qu'il défend, présente les chiffres les plus appropriés. Parle-t-on d'énergie primaire (celle dépensée dans une centrale électrique en brulant du gaz par exemple), d'énergie secondaire (l'énergie électrique disponible à la sortie de la centrale), d'énergie finale (celle qui vous est facturée).

Les chiffres avancés sont-ils des moyennes statistiques, (le prix du kwh d'heure pour le français moyen, le CO² généré par un kWh de consommation), ou bien sommes-nous dans un cas particulier ?

à-t-on pris en compte les coûts en amont (extraction, transports, traitements des matières premières) ? A-t-on prix  en compte les coûts en aval (transports, traitements ou valorisation des déchets) ? Quelle énergie a-t-il fallu dépenser pour les installations, quel CO² produit ? Quel coûts de retraitement des installations en fin de vie ? Sans compter les impacts sociaux et humains (risques pour la santé par exemple) qui sont très diffficiles à chiffrer.

En vous posant désormais ces questions, vous verrez d'un autre oeil les divergences entre écologistes, économistes et industriels sur les questions énergétiques.