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 §3.1 (\(E = P \times t\)) et §3.2 (joule et kilowattheure, conversion). Choisir la bonne unité selon le contexte.
Nour, conseillère en rénovation énergétique chez « ÉcoRénov 31 » à Toulouse, est missionnée par l'Agence Locale de l'Énergie pour expliquer à la famille Bouhamla la consommation de leur sèche-serviettes (acheté l'an dernier, jamais éteint). La famille trouve que la facture a augmenté depuis l'installation. Nour doit chiffrer la consommation dans deux unités (joules pour la physique, kilowattheures pour la facture), expliquer la différence, et conseiller un usage rationnel.
Le mode Boost chauffe à 750 W pendant 30 minutes. Calculer l'énergie consommée pour un cycle de Boost, en joules.
Convertir la durée en secondes : \(t = 30 \text{ min} = 30 \times 60 = 1\,800\) s.
\(E = P \times t = 750 \times 1\,800\)
\(E = \mathbf{1\,350\,000\ \text{J} = 1{,}35\ \text{MJ}}\)
Convertir cette énergie en kilowattheures, en utilisant la relation \(1\ \text{kWh} = 3{,}6 \times 10^6\ \text{J}\). Vérifier par la formule directe \(E = P_\text{kW} \times t_\text{h}\).
Conversion à partir des joules :
\(E = \dfrac{1\,350\,000}{3{,}6 \times 10^6} = \mathbf{0{,}375\ \text{kWh}}\)
Vérification par la formule directe :
\(P = 750\ \text{W} = 0{,}75\ \text{kW}\) ; \(t = 30\ \text{min} = 0{,}5\ \text{h}\)
\(E = 0{,}75 \times 0{,}5 = 0{,}375\ \text{kWh}\) ✓ (cohérence des deux méthodes)
Calculer l'énergie quotidienne consommée par le sèche-serviettes en mode « confort permanent » (Doc 2 : 10 h/jour de chauffe effective). Donner la valeur en kWh, puis en joules (en notation scientifique).
En kilowattheures :
\(E = P \times t = 0{,}75 \times 10 = \mathbf{7{,}5\ \text{kWh/jour}}\)
En joules :
\(E = 7{,}5 \times 3{,}6 \times 10^6 = \mathbf{2{,}7 \times 10^7\ \text{J}}\) (soit 27 MJ par jour, ou encore 27 millions de joules).
On voit ici tout l'intérêt du kilowattheure pour des grandeurs « du quotidien » : 7,5 kWh est bien plus lisible que 27 000 000 J.
Calculer l'énergie consommée en mode éco (2 plages × 1 h/jour à pleine puissance, Doc 1) pour comparaison.
Durée totale : \(2 \times 1 = 2\) h/jour à 0,75 kW.
\(E_\text{éco} = 0{,}75 \times 2 = \mathbf{1{,}5\ \text{kWh/jour}}\)
En joules : \(1{,}5 \times 3{,}6 \times 10^6 = 5{,}4 \times 10^6\ \text{J} = 5{,}4\ \text{MJ}\).
Le mode éco consomme 5 fois moins que le mode confort permanent (1,5 vs 7,5 kWh/jour).
Calculer l'énergie annuelle consommée par le sèche-serviettes, en mode confort permanent, sur 180 jours de saison de chauffe.
Ajouter ensuite les 185 jours hors saison (un Boost de 30 min par jour) pour obtenir le bilan annuel total.
Saison de chauffe : \(E_1 = 7{,}5 \times 180 = \mathbf{1\,350\ \text{kWh}}\).
Hors saison (Boost 30 min/jour) : \(E_2 = 0{,}375 \times 185 = \mathbf{69{,}4\ \text{kWh}}\).
Total annuel : \(E_\text{an} = 1\,350 + 69{,}4 \approx \mathbf{1\,420\ \text{kWh/an}}\).
Calculer le coût annuel du sèche-serviettes en mode confort permanent (tarif 0,2516 €/kWh).
Recalculer si la famille passe en mode éco pendant la saison (1,5 kWh/jour × 180 j) tout en gardant le Boost hors saison.
Coût actuel (confort permanent) :
\(C_1 = 1\,420 \times 0{,}2516 \approx \mathbf{357\ €/\text{an}}\)
Coût passant en mode éco (saison) :
Énergie saison éco : \(1{,}5 \times 180 = 270\) kWh.
Total annuel éco : \(270 + 69{,}4 \approx 339\) kWh.
\(C_2 = 339 \times 0{,}2516 \approx \mathbf{85\ €/\text{an}}\)
Économie : \(357 - 85 = 272\ €/\text{an}\), juste en programmant l'appareil (0 € d'investissement).
Le compteur Linky de la famille indique 4 250 kWh consommés au 1er octobre 2025 et 5 720 kWh au 1er mai 2026 (saison terminée).
Sur cette période de saison, calculer l'énergie totale consommée par le logement. Le calcul théorique pour le sèche-serviettes seul (1 350 kWh saison) est-il cohérent avec l'énergie totale relevée ?
Énergie consommée par le logement entre les 2 relevés : \(5\,720 - 4\,250 = \mathbf{1\,470\ \text{kWh}}\) (sur 7 mois de saison).
Part du sèche-serviettes : \(1\,350 / 1\,470 \approx \mathbf{92\,\%}\) ⚠️ !
Cela signifie que le sèche-serviettes représente presque toute la conso du logement sur cette période. Hypothèse plausible : la famille a un autre chauffage principal (gaz) et n'utilise l'électricité que pour quelques équipements (éclairage, électroménager) + le sèche-serviettes. Dans ce cas, l'écart de 8 % (≈ 120 kWh sur 7 mois ≈ 17 kWh/mois) est trop faible pour le reste du logement → on peut suspecter un sur-fonctionnement du sèche-serviettes (en réalité plus de 10 h/jour).
Action : conseiller à la famille de réinitialiser leur programmation en mode éco + vérifier que le thermostat ne tourne pas en boucle.
Rédiger en 6 lignes la note de conseil énergie que Nour remet à la famille Bouhamla :
ÉcoRénov 31 — Note de conseil énergie · Famille Bouhamla (Toulouse)
• Diagnostic : votre sèche-serviettes 750 W en mode « confort permanent » consomme ~ 1 420 kWh/an soit 357 €/an.
• Recommandation : passer en mode éco (2 plages × 1 h/jour). Consommation tombe à ~ 340 kWh/an = 85 €/an.
• Économie : 272 €/an, sans investissement (juste de la programmation).
• À retenir physique : 1 kWh = 3,6 millions de joules. Votre sèche-serviettes consomme l'équivalent de 27 MJ par jour en mode actuel.
• Conseil pratique : régler les plages sur les douches du matin (6h-7h) et du soir (19h-20h). Éteindre complètement hors saison de chauffe (sauf Boost après douche).
• Bonus : prévoir un thermostat connecté ou une horloge programmable (~ 35 €) si l'appareil n'a pas de programmation intégrée. Rentabilisé en 2 mois.
Le sèche-serviettes ne fait pas que chauffer la pièce : il évapore l'humidité des serviettes. L'énergie nécessaire pour évaporer 100 g d'eau (depuis 22 °C jusqu'à vapeur) est d'environ \(L \approx 2\,500\) J/g (chaleur latente de vaporisation). Calculer l'énergie nécessaire pour évaporer 100 g d'eau d'une serviette mouillée et la comparer à un cycle de Boost (30 min, 1,35 MJ).
Énergie d'évaporation : \(E_\text{évap} = m \times L = 100 \times 2\,500 = 250\,000\ \text{J} = 250\ \text{kJ} = \mathbf{0{,}25\ \text{MJ}}\).
Rapport avec le Boost : \(0{,}25 / 1{,}35 \approx 18\,\%\). Seuls 18 % de l'énergie du Boost servent réellement à sécher la serviette ; le reste (82 %) chauffe l'air de la salle de bain.
Conclusion : un sèche-serviettes est aussi un chauffage. Si la salle de bain est déjà chauffée par ailleurs, son rôle de sécheur est très peu efficace énergétiquement — il vaut mieux étendre les serviettes sur un porte-serviettes simple et accepter qu'elles sèchent en 2-3 h.
📚 Cette activité s'appuie sur §3.1 (Relation E = P × t) et §3.2 (Le joule et le kilowattheure) de la leçon Ch01.