Chapitre 14 – Lumière, couleurs et photodétecteurs | 2nde Bac Pro TNE | Physique – Chimie | ⏱ 35 min
Dernière mise à jour : 15 juin 2026
Sami, installateur en énergies renouvelables, pose des panneaux photovoltaïques chez un particulier et remplace l'éclairage par des LED. Il explique au client comment la lumière devient de l'électricité, et l'intérêt des LED.
Qu'est-ce qu'un photodétecteur ? En quoi une cellule photovoltaïque en est-elle un ?
Un photodétecteur transforme une lumière reçue en signal électrique. La cellule PV reçoit la lumière du Soleil et produit un courant électrique : c'est un photodétecteur qui sert à produire de l'énergie.
Quelle différence entre un panneau photovoltaïque et un capteur solaire thermique ?
Le photovoltaïque produit de l'électricité à partir de la lumière. Le solaire thermique produit de la chaleur (eau chaude). Deux usages différents du Soleil.
Avec 3 kWc et 4 kWh/kWc/jour, calcule la production solaire quotidienne. Vérifie avec la simulation.
\(3 \times 4 = \mathbf{12}\) kWh/jour.
Dans la simulation, à quel moment de la journée les panneaux produisent-ils le plus ? Pourquoi une batterie est-elle utile ?
La production est maximale vers midi, quand le Soleil est haut. Mais on consomme surtout matin et soir : la batterie stocke le surplus de midi pour le restituer plus tard, ce qui augmente l'autoconsommation.
Compare une ampoule à incandescence (60 W) et une LED (8 W) qui éclairent pareil. Quelle puissance économise-t-on par ampoule ?
\(60 - 8 = \mathbf{52}\) W économisés par ampoule, pour le même éclairage. La LED consomme ≈ 7 fois moins.
10 ampoules allumées 4 h/jour. Énergie annuelle en incandescence puis en LED (E = P × t) ? Économie ?
Incandescence : \(10 \times 60 \times 4 \times 365 = 876\,000\) Wh ≈ 876 kWh. LED : \(10 \times 8 \times 4 \times 365 ≈ 117\) kWh. Économie ≈ 759 kWh/an.
En quoi combiner panneaux photovoltaïques + éclairage LED est-il cohérent pour réduire la facture et le CO₂ ?
Le PV produit de l'électricité propre, les LED en consomment moins : on réduit à la fois la quantité d'électricité nécessaire et celle achetée au réseau. Moins de consommation = moins de CO₂ et facture allégée.
Rédige en 4 lignes l'explication de Sami au client : photovoltaïque vs thermique, et intérêt des LED.
« Vos panneaux photovoltaïques transforment la lumière du Soleil en électricité (à ne pas confondre avec le solaire thermique, qui chauffe l'eau). Ils produisent ≈ 12 kWh par beau jour, surtout à midi : une batterie permet d'en profiter le soir. En passant à l'éclairage LED (8 W au lieu de 60 W), vous consommez 7 fois moins pour la lumière. Produire propre et consommer moins : la facture et le CO₂ baissent. »
Les 12 kWh/jour produits couvrent-ils la consommation d'un foyer de 12 kWh/jour ? Quelle limite reste-t-il (pense au moment de production) ?
En quantité totale, oui (12 = 12 kWh). Mais le PV produit le jour et rien la nuit : sans batterie ni réseau, on ne couvre pas les besoins du soir. D'où l'intérêt de la batterie et du raccordement au réseau.
Réponse à la problématique : une cellule photovoltaïque (photodétecteur) convertit la lumière en électricité ; le solaire thermique, lui, produit de la chaleur. Les LED éclairent autant en consommant ~7× moins, ce qui réduit la facture et le CO₂.
📚 Cette activité s'appuie sur la lumière et les photodétecteurs (leçon Ch14).