Watts, kilowattheures et facture : ce que coûte vraiment ta soirée de jeu

Retourne le chargeur de ton téléphone : tu y liras quelque chose comme « 5 V – 2 A ». Sous la bouilloire, « 230 V – 2 000 W ». Et chaque mois ou chaque année, tes parents reçoivent une facture d'électricité qui parle de « kWh ». Que signifient tous ces nombres ? Et combien coûte, vraiment, une soirée de jeu vidéo ? Tu vas le calculer toi-même.

1. La puissance électrique : P = U × I

La puissance P d'un appareil indique la quantité d'énergie qu'il convertit chaque seconde. Elle se calcule avec la tension U à ses bornes et l'intensité I du courant qui le traverse :

P = U × I

avec P en watts (W), U en volts (V) et I en ampères (A). On utilise aussi le kilowatt : 1 kW = 1 000 W. La puissance nominale d'un appareil est inscrite sur sa plaque signalétique.

Exemple travaillé 1.

• Le chargeur « 5 V – 2 A » : P = 5 × 2 = 10 W.
• La bouilloire de 2 000 W branchée sur le secteur à 230 V : I = P ÷ U = 2 000 ÷ 230 ≈ 8,7 A.

Ce calcul explique une règle de sécurité. Une multiprise courante supporte au plus 16 A (c'est inscrit dessus), soit 230 × 16 = 3 680 W. Bouilloire (2 000 W) et radiateur (2 000 W) branchés dessus : 4 000 ÷ 230 ≈ 17,4 A. C'est trop : les fils chauffent dangereusement. Ne surcharge jamais une multiprise !

2. L'énergie électrique : E = P × t

L'énergie consommée dépend de la puissance ET de la durée de fonctionnement :

E = P × t

Deux systèmes d'unités, à ne jamais mélanger :

• P en watts et t en secondes donnent E en joules (J) ;
• P en kilowatts et t en heures donnent E en kilowattheures (kWh).

Correspondance : 1 kWh = 1 000 W × 3 600 s = 3 600 000 J.

Exemple travaillé 2 : la console contre la bouilloire. Une console de salon consomme par exemple 200 W en jeu. Pour une soirée de 3 h : E = 0,2 kW × 3 h = 0,6 kWh. La bouilloire de 2 kW chauffe l'eau en 3 minutes, soit 0,05 h : E = 2 × 0,05 = 0,1 kWh. Surprise : l'appareil le plus puissant consomme ici six fois moins d'énergie, parce qu'il fonctionne très peu de temps. Puissance et énergie, ce n'est pas la même chose !

3. Lire une facture d'électricité

Le compteur (Linky, par exemple) affiche un index en kWh, qui augmente comme le compteur kilométrique d'une voiture. La consommation entre deux relevés se calcule ainsi :

consommation = nouvel index − ancien index

On la multiplie par le prix du kWh, puis on ajoute l'abonnement, un montant fixe qui ne dépend pas de la consommation. Le prix réel du kWh change selon le contrat et les années : on prendra ici un prix d'exemple de 0,20 € le kWh. Regarde la facture de ta famille pour connaître le vrai.

Exemple travaillé 3. Ancien index : 12 480 kWh. Nouvel index : 13 230 kWh. Abonnement : 15 € par mois, facture de deux mois.

• Consommation : 13 230 − 12 480 = 750 kWh.
• Coût de l'énergie : 750 × 0,20 = 150 €.
• Abonnement : 2 × 15 = 30 €. Total : 180 €.

Et ta soirée de jeu ? 0,6 kWh × 0,20 € = 0,12 €. Tous les soirs de l'année : 365 × 0,12 = 43,80 €.

4. Comparer des conversions d'énergie

Un appareil électrique est un convertisseur : il reçoit de l'énergie électrique et la convertit en d'autres formes. Une partie est utile (la lumière d'une lampe, le mouvement d'un ventilateur), le reste est souvent perdu sous forme d'énergie thermique. On compare les appareils avec leur rendement :

rendement = énergie utile ÷ énergie reçue

Une ampoule à incandescence convertit environ 5 % de l'énergie reçue en lumière : le reste chauffe la pièce. Une lampe LED de 8 W éclaire à peu près autant qu'une ampoule à incandescence de 60 W : pour la même lumière, elle consomme plus de sept fois moins. Un moteur électrique a souvent un rendement supérieur à 80 %.

À retenir

• Puissance : P = U × I (W, V, A). Elle est inscrite sur la plaque signalétique.
• Énergie : E = P × t ; en joules avec W et s, en kWh avec kW et h ; 1 kWh = 3 600 000 J.
• Facture : consommation = nouvel index − ancien index, multipliée par le prix du kWh, plus l'abonnement.
• Rendement = énergie utile ÷ énergie reçue ; une LED convertit bien mieux l'énergie en lumière qu'une ampoule à incandescence.

★ Pour aller plus loin

Le watt honore l'ingénieur écossais James Watt, qui a perfectionné la machine à vapeur au XVIIIe siècle. Ton cerveau, lui, fonctionne avec une puissance d'environ 20 W, celle d'une petite lampe !

Une pompe à chaleur semble faire mieux que 100 % : pour 1 kWh d'électricité, elle peut fournir 3 kWh de chaleur. Elle ne crée pas d'énergie : elle prélève de la chaleur dans l'air extérieur, même froid, et la transporte dans la maison.

Sources pour creuser

• Le Monde sans fin, Christophe Blain et Jean-Marc Jancovici (Dargaud).
• Chaîne YouTube Les Bons Profs : cherche « puissance et énergie électrique 3e ».
• Chaîne YouTube Le Réveilleur : cherche « électricité ».
• rte-france.com : l'application éCO2mix montre en direct la consommation et la production d'électricité en France.
• lumni.fr : cherche « énergie électrique » en Physique-Chimie.