Le rendement énergétique

Le rendement énergétique d'une machine ou d'un système est le pourcentage de l’énergie consommée par un système qui sera réellement transformé en énergie utile.

Lorsqu’on utilise une machine simple, on transmet à cette machine une partie de notre énergie. La machine la transmettra ensuite à un objet quelconque qui pourra alors être déplacé. Les machines et les systèmes servent à transformer certaines formes d'énergie en d'autres formes qui sont plus utiles. En théorie, selon la loi de la conservation de l'énergie, toute l’énergie que l’on transmet à une machine (travail fourni) sera transmise à l’objet déplacé ou transformée en une autre forme (travail utile).
 
Par contre, dans la réalité, il y a souvent une perte d'énergie dans l'environnement. La quantité d'énergie utilisée pour effectuer un travail ne représente donc qu'une portion de la quantité d'énergie consommée. Le reste est perdu dans l'environnement ou encore transformé en une forme d'énergie non désirée. Il est important de se souvenir qu'il n'y a aucune perte d'énergie.

Par exemple, dans le cas d'une machine simple, le frottement est à l'origine d'une perte d'énergie, puisqu'une partie de l'énergie sera transformée en une forme non désirée plutôt que dans le déplacement voulu. Dans le cas d'un système comme une ampoule à incandescence, on désire transformer de l’énergie électrique en lumière. Or, seulement 4 à 6% de l’énergie électrique est transformée en lumière. Le reste de l’énergie n'est pas disparue; elle est transformée en chaleur. Comme une ampoule électrique a pour but de transformer l’énergie électrique en lumière et non en chaleur, on dira qu’une partie de l’énergie consommée par l'ampoule sera perdue.

Il est à peu près impossible de transformer la totalité d’une source d’énergie en une forme désirée. On trouvera toujours un certain pourcentage de perte d'énergie lors de la transformation, ce qui variera beaucoup selon l’appareil qui est utilisé pour la transformation. On peut déterminer l'efficacité d'un appareil en déterminant son rendement énergétique, c'est-à-dire sa capacité à transformer une grande quantité d'énergie consommée en énergie utile afin de réduire les pertes d'énergie. Pour ce faire, on utilise l'équation suivante ci-dessous.

|Rendement\,\acute{e}nerg\acute{e}tique=\frac{Quantit\acute{e}\, d'\acute{e}nergie\, utile\,(J)}{Quantit\acute{e}\, d'\acute{e}nergie\, consomm\acute{e}e\,(J)}\cdot100|

L'énergie utilisée pour faire tourner les roues d'une voiture sur une distance de 100m est de 9800J. Or, l'énergie consommée par le moteur lors de ce déplacement est de 70 000J. Quel est le rendement énergétique de la voiture?

|Rendement\,\acute{e}nerg\acute{e}tique=\frac{9800J}{70\,000J}\cdot100|
 
|Rendement\,\acute{e}nerg\acute{e}tique=14%|

Les exercices

Les références

  • MELS
  • Rogers
  • Réunir Réussir
  • Fondation Réussite Jeunesse