Chapitre 1 – Énergie et puissance électrique | 1ère Bac Pro ICCER (Grpt 1) | Physique – Électricité | ⏱ 40 min
Dernière mise à jour : 26 mai 2026
💡 Notions centrales : leçon §2 (P = U × I), §4 (mesure au wattmètre) et §6.2 (estimer une facture). Différence puissance nominale / réelle.
Yasmine, technicienne énergéticienne chez « EnerContrôle » à Marseille, intervient à la « Boulangerie du Vieux-Port » pour un audit énergétique. La patronne, Mme Aydin, trouve que sa facture EDF est anormalement élevée. Yasmine va recenser les principaux équipements électriques, lire leurs plaques signalétiques, comparer aux mesures réelles au wattmètre, et expliquer les écarts.
Yasmine raccorde un wattmètre numérique (pince ampèremétrique + voltmètre intégré) sur chaque équipement, en marche, pour mesurer la puissance réellement absorbée.
| Équipement | P nominale (plaque) | P mesurée au wattmètre | Durée de fonctionnement (par jour, 6 j/semaine) |
|---|---|---|---|
| Four à sole | 9,7 kW | 10,4 kW | 5 h (préchauffe + cuissons) |
| Vitrine réfrigérée | 650 W | 820 W | 24 h (mais cycle 50 %) |
| Pétrin spirale | 3 kW | 2,8 kW | 1,5 h |
| Éclairage LED | 250 W | 240 W | 14 h |
Pour la vitrine réfrigérée, vérifier la cohérence des valeurs de la plaque signalétique en calculant \(U \times I\). Trouve-t-on la puissance annoncée ?
\(P = U \times I = 230 \times 2{,}8 = \mathbf{644\ \text{W}}\)
Comparaison avec la valeur affichée (650 W) : écart \(< 1\ \%\) → cohérent. La plaque est bien dimensionnée.
Vérification du même type pour l'éclairage LED : \(230 \times 1{,}1 = 253\) W ≈ 250 W ✓.
Pour chacun des 4 équipements, calculer l'écart \(\Delta P\) entre la puissance mesurée au wattmètre et la puissance nominale de la plaque (en valeur absolue et en %).
| Équipement | P plaque | P mesurée | ΔP | Écart % |
|---|---|---|---|---|
| Four à sole | 9,7 kW | 10,4 kW | +0,7 kW | +7,2 % |
| Vitrine réfrigérée | 650 W | 820 W | +170 W | +26 % |
| Pétrin spirale | 3 kW | 2,8 kW | −0,2 kW | −6,7 % |
| Éclairage LED | 250 W | 240 W | −10 W | −4 % |
Le pétrin et l'éclairage sont conformes (écart faible). Le four et surtout la vitrine sont au-dessus de leur puissance nominale.
Expliquer pourquoi un appareil peut consommer plus ou moins que sa puissance nominale dans la réalité.
Plusieurs causes possibles :
Conclusion : la plaque donne une valeur indicative, à valider par la mesure en cas d'audit.
Calculer l'énergie quotidienne consommée par chaque équipement, en utilisant la puissance mesurée et la durée du Doc 2 (penser au cycle 50 % de la vitrine).
Total boulangerie : \(52 + 9{,}8 + 4{,}2 + 3{,}4 \approx \mathbf{69{,}4\ \text{kWh/jour}}\).
Calculer l'énergie annuelle consommée par chaque équipement (312 jours/an d'activité) et le coût annuel total.
| Équipement | E quotidienne (kWh) | E annuelle (kWh) | Coût annuel (€) |
|---|---|---|---|
| Four à sole | 52 | 16 224 | 4 082 |
| Vitrine réfrigérée* | 9,8 | 3 577 | 900 |
| Pétrin spirale | 4,2 | 1 310 | 330 |
| Éclairage LED | 3,4 | 1 061 | 267 |
| TOTAL | 69,4 | 22 172 | 5 578 |
*Vitrine : fonctionne 365 jours/an (même quand la boulangerie est fermée) → 3 577 kWh = 0,820 × 24 × 0,5 × 365.
Le four à sole représente 73 % de la facture totale, suivi de la vitrine (16 %).
La vitrine réfrigérée consomme 26 % de plus que prévu. Calculer la surconsommation annuelle en kWh et en €. Conclure : remplacer la vitrine (coût : 1 800 € pour un modèle équivalent neuf) est-il justifié ?
Vitrine actuelle : 820 W moyen. Vitrine neuve à la nominale (650 W moyen, ou même mieux : 500 W avec un modèle classe A).
Surconsommation actuelle : \((820 - 650) \times 24 \times 0{,}5 \times 365 = 744\) kWh/an, soit \(744 \times 0{,}2516 \approx \mathbf{187\ €/\text{an}}\) de surcoût.
Avec un modèle plus moderne (économie totale possible : 320 W au lieu de 820, soit 500 W de gain) :
\(\Delta E = 500 \times 24 \times 0{,}5 \times 365 = 2\,190\) kWh/an, soit \(\mathbf{551\ €/\text{an}}\) économisés.
Retour sur investissement : \(1\,800 / 551 \approx \mathbf{3{,}3\ \text{ans}}\). Remplacement justifié, surtout que la vitrine actuelle est en fin de vie (panne probable bientôt).
Mme Aydin reçoit une facture annuelle de 6 500 € de la part d'EDF. L'audit de Yasmine annonce 5 578 €. Pourquoi l'écart ?
Écart : \(6\,500 - 5\,578 = \mathbf{922\ €/\text{an}}\) non identifiés dans l'audit (≈ 14 %).
Origines probables :
Recommandation à Yasmine : refaire un tour de l'atelier pour lister tous les petits équipements ; vérifier le contrat (taille de l'abonnement).
Rédiger en 6 lignes le rapport d'audit de Yasmine pour Mme Aydin :
EnerContrôle Marseille — Audit énergétique Boulangerie du Vieux-Port
• Consommation annuelle estimée des 4 gros postes : 22 172 kWh / 5 578 € (= 86 % de la facture EDF totale 6 500 €).
• Répartition : four à sole 73 %, vitrine réfrigérée 16 %, pétrin 6 %, éclairage 5 %.
• Levier 1 — Vitrine réfrigérée (26 % au-dessus de la plaque, vieille de 10 ans) : remplacement par modèle classe A → économie ~ 550 €/an, ROI 3,3 ans.
• Levier 2 — Four à sole (poste principal) : nettoyage de l'isolation, programmation des cuissons groupées en début de matinée pour réduire la préchauffe quotidienne (gain estimé 10-15 %). ~ 500 €/an.
• Levier 3 — Vérifier l'abonnement EDF Pro : un audit tarifaire séparé peut faire gagner 50-200 €/an supplémentaires.
• Économie totale potentielle : ~ 1 100 €/an sur les 6 500 €.
Le réseau EDF tolère une variation de tension de ±10 % autour de 230 V (donc 207 V à 253 V). Pour la vitrine (résistance simplifiée, \(R\) constante), calculer la puissance absorbée à 207 V et 253 V (au lieu de 230 V). Quel impact sur la facture ?
Pour une résistance : \(P = U^2 / R\). \(R = U_\text{nom}^2 / P_\text{nom} = 230^2 / 650 \approx 81{,}4\ \Omega\).
À 207 V : \(P = 207^2 / 81{,}4 \approx \mathbf{527\ \text{W}}\) (−19 %).
À 253 V : \(P = 253^2 / 81{,}4 \approx \mathbf{787\ \text{W}}\) (+21 %).
Conclusion : la tension réseau influence fortement la puissance absorbée d'une résistance pure. Pour une vitrine réfrigérée (compresseur, pas une résistance), la dépendance est plus complexe mais reste sensible. Sous-tension = équipement qui « semble » plus économe, mais qui peut être moins performant. Sur-tension = surconsommation et risque de vieillissement accéléré.
📚 Cette activité s'appuie sur §2 (Puissance, P = U × I), §4 (Wattmètre) et §6 (Applications professionnelles) de la leçon Ch01.