Ch01 – Énergie et puissance électrique | 1ère ERA-MA | ⏱ 30 min
Dernière mise à jour : 31 mai 2026
Un atelier de menuiserie a une toiture plate de 200 m². Combien d'énergie peut-il produire avec des panneaux ?
Approximation : 1 kWc photovoltaïque ≈ 5 m² de panneaux et produit ≈ 1 000 kWh/an dans le centre de la France. Sur 200 m² → 40 kWc → 40 000 kWh/an. Couvre largement la conso d'un atelier moyen (15-30 000 kWh/an). Le surplus est vendu à EDF OA.
Christelle, gérante de « MobilArt » à Limoges, étudie l'installation de panneaux photovoltaïques sur le toit plat de son atelier (250 m²). Elle veut estimer la rentabilité en autoconsommation + revente du surplus.
Calculer la production annuelle totale de l'installation 40 kWc.
E_prod = 40 × 1 050 = 42 000 kWh/an.
Bien plus que la conso de l'atelier (22 000 kWh).
Conso journée Christelle : 22 000 × 0,70 = 15 400 kWh/an. Tout n'est pas produit en simultané. En pratique, on estime que 70 % de la conso journée peut être autoconsommée (le reste vient du réseau aux moments creux). Calculer l'autoconsommation.
E_auto = 15 400 × 0,70 = 10 780 kWh/an autoconsommés.
(Quand le soleil produit moins, ou la nuit, le réseau prend le relais.)
Surplus revendu = production − autoconso.
E_surplus = 42 000 − 10 780 = 31 220 kWh/an revendus à EDF.
Économie annuelle = (élec économisée) + (revente surplus).
Élec économisée : 10 780 × 0,18 = 1 940 €.
Revente surplus : 31 220 × 0,10 = 3 122 €.
Total annuel : 5 062 €/an.
ROI brut (investissement / économie annuelle).
ROI = 48 000 / 5 062 ≈ 9,5 ans.
Compte tenu de la durée de vie (25 ans), ça dégage 25 − 9,5 = 15,5 ans de bénéfice net soit ≈ 78 000 €. Très intéressant.
Si Christelle programmait ses CNC et compresseurs pour fonctionner aux heures ensoleillées (11h-15h), l'autoconso augmenterait à 90 % de la conso journée. Nouvelle économie ?
E_auto = 15 400 × 0,90 = 13 860 kWh.
Élec économisée : 13 860 × 0,18 = 2 495 €.
Surplus : 42 000 − 13 860 = 28 140 kWh × 0,10 = 2 814 €.
Total : 5 309 €/an. Gain de 247 €/an juste en optimisant les horaires. Pilotage intelligent + 5 %.
Avec batterie de stockage 10 kWh (10 000 €), Christelle peut stocker le surplus pour usage soir. Évaluer si le surplus stockable vaut le coup.
Batterie 10 kWh × 250 cycles utiles/an = 2 500 kWh stockés et utilisés.
Économie vs surplus : (0,18 − 0,10) × 2 500 = 200 €/an.
ROI batterie : 10 000 / 200 = 50 ans. Durée de vie batterie ~ 10-15 ans. PAS rentable au tarif actuel.
Devient rentable si écart auto/revente s'élargit (envisageable si baisse tarif OA à 0,05 €/kWh ou hausse élec à 0,30 €/kWh).
Argumentaire Christelle au banquier (4 lignes).
Projet PV 40 kWc — MobilArt Limoges (Christelle)
• Investissement 48 000 € HT. Économie annuelle : 5 060 € (autoconso + revente).
• ROI 9,5 ans. Sur 25 ans de panneaux : 78 000 € de bénéfice net.
• Aides régionales / CEE possibles → ROI peut chuter à 7-8 ans.
• Pas de batterie (pas rentable). Pilotage CNC aux heures solaires recommandé.
Plein Sud = production max théorique en milieu de journée. Mais en atelier, la conso démarre à 8 h le matin. L'orientation Sud-Est avance le pic de production (matin) et meilleur match avec la conso d'atelier. Perte de production totale : ≈ 5 % vs plein Sud, mais autoconso ↑ de 10-15 % → bilan financier souvent meilleur en SE qu'en S.
Pour pavillon résidentiel (conso le soir), plutôt Sud-Ouest préférable.
📚 §3 (Énergie) + §5 (Applications) de la leçon Ch01.