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Quelle puissance mesurer ?

Sur combien-consomme.fr, on parle beaucoup de puissance. Cet article vise à clarifier le lien entre puissance et consommation, indiquer quelles sont les différentes puissantes mesurables, et dans quels cas elles nous intéressent.

Consommation ou puissance

La puissance indique la force électrique utilisée à un instant donné. Elle s’exprime en Watts (W) ou kilo Watts.

La consommation électrique correspond à une quantité d’énergie utilisée. C’est ce qu’on paye sur la facture. Elle s’exprime en Watt-heures (Wh) ou plus souvent kilo Watt-heures (kWh).

Exemple : 1 Wh est la quantité d’énergie consommée par un appareil utilisant une puissance d’1 W pendant une heure, ou d’un appareil utilisant une puissance de 60 W pendant 1 minute, ou d’un appareil consommant 3,6 kW pendant une seconde.

Attention : nous sommes habitués à dire "kilomètres heure" pour l’unité "km/h" qui est en réalité "kilomètres par heures" ; l’unité Watt-heures n’est pas "Watt par heure", mais plutôt "Watts pendant une heure".

Les différentes puissances

Puissance moyenne

La puissance moyenne est obtenue en mesurant la quantité d’énergie consommée et en la divisant par le temps écoulé. Elle nous intéresse quand on cherche combien coûte l’utilisation d’un appareil (par exemple, combien ça coûte de laisser la lumière allumée).

Puissance maximale

La puissance maximale est la puissance mesurée à un bref instant lors de l’utilisation d’un appareil. Pour les appareils dont la consommation est essentiellement due à un moteur électrique (par exemple un frigo), elle est typiquement atteinte lors du démarrage du moteur, qui consomme beaucoup pour démarrer puis consomme moins une fois sa vitesse de rotation souhaitée atteinte.

La puissance maximale est importante pour dimensionner l’installation électrique (choix de la puissance de l’abonnement électrique, section des câbles, …).

Si l’on souhaite réaliser une installation autonome utilisant de l’électricité produite localement (panneaux photovoltaïques avec système de stockage, groupe électrogène, …) il faudra s’assurer de pouvoir fournir aux appareils la puissance maximale dont ils ont besoin. Si l’on souhaite juste optimiser son auto-consommation photovoltaïque sans rechercher l’autonomie énergétique, la puissance maximale reste intéressante, mais moins critique.

Puissance médiane

En statistique, la médiane est obtenue en classant les valeurs d’une série de nombres par ordre croissant, et en prenant la valeur qui arrive au milieu de la série. Il y a ainsi dans la série autant de valeurs supérieures ou égales que de valeurs inférieures ou égales à la médiane.

La puissance médiane est intéressante pour un appareil dont la puissance de démarrage est très différente de la puissance en fonctionnement en régime constant.

Exemples

Congélateur

La pompe d’un congélateur consomme beaucoup pendant quelques secondes lorsqu’elle démarre, puis a une consommation assez faible pendant plusieurs minutes.

Voici ce que ça donne sur un profil de sa consommation :

Freezer : Power consumed by the freezer, 6141 échantillons.

Consommation127 Wh — 3,20 c€
Durée4h13min
Puissancemédianemoyennemaximale
72,0 W30,1 W1,44 kW

On constate ici une énorme différence entre les puissances médianes, moyennes et maximales. La puissance moyenne n’est proche d’aucune valeur du graphique.

Four à micro-onde en mode décongélation

Photo de mon four à micro-ondes

Ce four fonctionne en tout ou rien : soit il chauffe, soit il ne chauffe pas. Pour réduire la puissance (moyenne !) de chauffe lorsqu’il est en mode décongélation, il chauffe pendant quelques secondes, puis ne fait "rien" (juste l’éclairage, la ventilation et le plateau tournant fonctionnent) pendant quelques secondes, avant de reprendre un cycle de chauffe.

Voici ce que ça donne sur un profil de sa consommation :

Four à micro-ondes en mode décongelation

Consommation28,8 Wh — 0,73 c€
Durée4min50s
Puissancemédianemoyennemaximale
52,2 W358 W1,48 kW

Ici, la puissance moyenne est intéressante, elle correspond à la valeur qu’on pourrait retrouver sur des emballage d’aliments qui indiquent « Réchauffer au four à micro-onde à 600 W ».

La puissance maximale, qui est la puissance utilisée lorsque le four chauffe, est celle qu’une installation photovoltaïque devrait fournir pour pouvoir couvrir la consommation électrique de ce four.

Pour cet exemple, la puissance médiane n’a pas grand intérêt.

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