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Puissance, énergie, disponibilité: comment comparer les sources d’électricité

Image: Creative Commons

Savez-vous distinguer puissance et énergie? Peut-on comparer directement des panneaux solaire à la puissance d’un réacteur nucléaire? À l’heure où la transition énergétique est un enjeu majeur pour la planète, les confusions et les mélanges des genres sont fréquents.

Pourquoi c’est important. Les débats sur l’avenir énergétique de nos sociétés sont souvent biaisés par des opinions tranchées. On détourne parfois les mots et les concepts pour servir ses idées. Mais l’énergétique est une science, avec ses définitions précises et ses unités. Rien de tel qu’un peu de science pour dépassionner les débats!

Qu’est-ce que l’énergie? En physique, c’est en quelque sorte la capacité de transformer, de faire bouger les choses. Déplacer un objet, chauffer une pièce, faire fonctionner un ordinateur. L’énergie ne se fabrique pas, elle se transforme! Une lampe de poche transforme l’énergie chimique d’une batterie en énergie lumineuse. Une centrale thermique transforme l’énergie en deux temps: elle convertit d’abord une énergie chimique (charbon, gaz, pétrole) ou nucléaire en chaleur. Puis cette chaleur est transformée en énergie électrique, avec une turbine à vapeur.

L’unité internationale d’énergie est le joule (J). Mais comme cette unité est très petite, on utilise souvent le watt-heure (Wh), qui vaut 3600 J. Une unité plus pratique qu’on décline en kilowatt-heures (les kWh qui s’affichent sur votre compteur d’électricité), en MWh, GWh, TWh, etc. Attention, il s’agit bien de watt-heures (watts x heures) et non de watts/heure (watts par heure), une unité qui n’existe pas même si on la trouve parfois dans les médias.

Qu’est-ce que la puissance? Elle est à l’énergie ce que la vitesse est à la distance. Elle mesure quelque chose d’instantané et se mesure en watts (W), qui correspond à un joule d’énergie produit ou consommé en une seconde. Quand on multiplie la puissance électrique d’un appareil (watts) par sa durée d’utilisation (heures), on obtient l’énergie qu’aura consommé cet appareil (watt-heures). C’est la même chose quand on produit de l’énergie: une centrale qui peut délivrer une puissance d’un million de watts pendant une heure pourra vendre un million de watt-heures (1 MWh) à ses clients.

Qu’est-ce qu’une capacité de production? C’est une puissance, celle qu’une centrale peut délivrer quand elle fonctionne à 100 % de ses possibilités. Aucun moyen de production d’électricité ne fonctionne les 8750 heures que dure une année, même les centrales à charbon, à gaz ou nucléaire. Il faut les arrêter pour les entretenir —et pour les usines nucléaires, remplacer le combustible usagé par du neuf. En Suisse, le parc nucléaire fonctionne environ 90 % de l’année. Les fermes éoliennes ou solaire ont une production intermittente et fonctionnent rarement à pleine puissance. En France, les 640 MW de puissance éolienne installée dans la région Auvergne-Rhône-Alpes ont produit 1100 GWh d’électricité en 2017. C’est presque cinq fois moins qu’un réacteur nucléaire de même capacité de production.

Qu’est-ce qu’un mix électrique? C’est à l’échelle d’un pays, la répartition de la production électrique en fonction de la source utilisée. En Suisse, le mix électrique est dominé par l’électricité hydraulique des barrages (59 %) et le nucléaire (33 %). Le reste est produit par des énergies renouvelables (5 %) et la combustion de charbon, de pétrole et de gaz (3 %). En Allemagne, le mix électrique est dominé par les énergies fossiles (51 %), les énergies renouvelables (33 %) et le nucléaire (12 %). En France, le nucléaire est ultra-dominant (75 %) mais par grand froid, la France importe de l’électricité d’Allemagne… Et donc brûle indirectement du charbon.

Qu’est-ce qu’un négawatt? C’est un watt qui n’est jamais utilisé, autrement dit un watt économisé. Ce terme a été inventé par des ingénieurs qui défendent un scénario de transition énergétique en France, qui repose d’abord sur les économies d’énergie et les énergies renouvelables.

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