Chapitre 1 – Transporter l'énergie électrique | Terminale Bac Pro ERA-MA | Physique-Chimie | ⏱ 50 min
Dernière mise à jour : 4 mai 2026, 11:30
Anaïs, gérante d'un atelier de menuiserie de 6 employés, voit sa facture d'électricité passer de 450 €/mois à 720 €/mois en un an, sans avoir augmenté son activité. Elle suspecte un dysfonctionnement et appelle Lucas, conseiller énergie d'EDF Pro, pour un diagnostic.
| Énergie active consommée | 3 600 kWh |
| Tarif kWh | 0,18 €/kWh |
| Abonnement 30 kVA | 72,00 € |
| Total HT | 720 € |
| Équipement | P (kW) | Heures/jour | Jours/mois |
|---|---|---|---|
| Scie circulaire à format | 3,0 | 3 | 22 |
| Dégauchisseuse-raboteuse | 4,0 | 2 | 22 |
| Aspirateur central (oublié allumé !) | 5,5 | 11 | 22 |
| Compresseur | 2,2 | 1 | 22 |
| Éclairage 8 néons 36 W (anciens) | 0,29 | 10 | 22 |
| Chauffage électrique (8 mois/an) | 3,0 | 10 | 22 |
Le chef d'atelier a remarqué que l'aspirateur central tourne en continu de 7 h à 18 h, alors qu'il ne devrait fonctionner qu'à la demande des machines (~ 4 h/jour effectif).
📚 Cette activité réinvestit les notions du cours §2 (puissance et énergie : E = P × t) et §4 (analyse d'une facture).
Rappeler la formule reliant énergie consommée E (en kWh), puissance P (en kW) et durée t (en heures).
E = P × t
avec E en kilowatt-heure (kWh), P en kilowatt (kW), t en heures (h).
Exemple : un appareil de 2 kW utilisé 5 h consomme 2 × 5 = 10 kWh.
Calculer la consommation mensuelle E (kWh) de chaque équipement avec : E = P × heures/jour × jours/mois.
| Équipement | Calcul | E (kWh/mois) |
|---|---|---|
| Scie circulaire | 3,0 × 3 × 22 | 198 |
| Dégau-rabot | 4,0 × 2 × 22 | 176 |
| Aspirateur central | 5,5 × 11 × 22 | 1 331 |
| Compresseur | 2,2 × 1 × 22 | 48 |
| Éclairage néons | 0,29 × 10 × 22 | 64 |
| Chauffage | 3,0 × 10 × 22 | 660 |
| Total | ≈ 2 477 kWh | |
La facture indique 3 600 kWh consommés. L'inventaire donne ~ 2 477 kWh théoriques. D'où vient l'écart ? Quel équipement est principalement en cause ?
Écart = 3 600 − 2 477 = 1 123 kWh inexpliqués.
L'aspirateur central est le suspect principal : 5,5 kW est une grosse puissance, et le chef d'atelier a remarqué qu'il tourne en continu (11 h/jour) au lieu des 4 h/jour utiles.
Cause probable : capteur de démarrage automatique défectueux ou opérateurs qui oublient d'éteindre.
Calculer l'économie annuelle réalisée si Anaïs installe une commande automatique qui ne fait tourner l'aspirateur que pendant l'usage des machines (4 h/jour). Coût installation : 1 200 € HT.
L'investissement est très rentable.
Lucas suggère aussi de remplacer les néons par des LED (économie ≈ 50 % sur l'éclairage). Calculer le gain annuel et conclure si c'est prioritaire.
Économie éclairage : 64 kWh × 0,5 = 32 kWh/mois × 0,18 = 5,80 €/mois ≈ 70 €/an.
Coût remplacement 8 néons par 8 tubes LED : ~ 250 €. ROI : 3,5 ans.
Comparé à l'aspirateur (1 830 €/an, ROI 8 mois), l'aspirateur est la priorité absolue. Les LED viennent en second lieu (gain modeste mais utile sur le long terme, et durée de vie LED 10 fois plus longue).
L'abonnement 30 kVA coûte 72 €/mois. Si Anaïs réduit la puissance souscrite à 24 kVA (60 €/mois), combien économise-t-elle par an ? Risque-t-elle des disjonctions ?
Économie abonnement : (72 − 60) × 12 = 144 €/an.
Risque de disjonction : il faut vérifier la puissance simultanée maximale appelée. Si tous les équipements démarrent ensemble : 3 + 4 + 5,5 + 2,2 + 0,29 + 3 = 18 kW (pic), avec coefficient de démarrage moteur ×3 → pic 30-40 kW pendant 1-2 secondes.
À 24 kVA, le disjoncteur lâcherait. Conclusion : conserver 30 kVA ou installer un délesteur intelligent pour économiser sans risque.
Sur 1 an, en cumulant les actions « aspirateur » + « LED », quel pourcentage de la facture totale Anaïs économise-t-elle ?
Économie cumulée : 1 830 + 70 = 1 900 €/an.
Facture annuelle actuelle : 720 × 12 = 8 640 €.
Pourcentage économisé : 1 900 / 8 640 ≈ 22 %.
Avec un investissement total de seulement 1 450 € (1 200 + 250). Excellent retour.
Rédiger en 5 lignes la note de Lucas à Anaïs avec la liste des actions hiérarchisées.
Note diagnostic — Atelier Anaïs SAS
L'augmentation de 60 % de votre facture vient à 75 % de l'aspirateur central qui tourne 11 h/jour au lieu des 4 h utiles, soit 847 kWh/mois inutiles.
Action prioritaire (P1) : installer un automatisme de démarrage couplé aux machines. Coût 1 200 € HT, économie 1 830 €/an, ROI 8 mois.
Action secondaire (P2) : remplacer les néons par des tubes LED. Coût 250 €, économie 70 €/an. ROI 3,5 ans.
Total potentiel : 1 900 €/an d'économie (22 % de la facture annuelle) pour 1 450 € d'investissement.
Anaïs envisage d'installer 20 m² de panneaux solaires (production ~ 3 000 kWh/an). À 0,18 €/kWh autoconsommé, calculer le gain annuel. Coût installation 5 000 € HT, ROI ?
Gain annuel : 3 000 × 0,18 = 540 €/an.
ROI brut : 5 000 / 540 ≈ 9,3 ans.
Avec aides à l'autoconsommation (ADEME, prime CEE) : ~ 1 500 € de subvention → coût net ~ 3 500 € → ROI ~ 6,5 ans.
Durée de vie panneaux : 25-30 ans. Sur cette période, gain net total ≈ 13 000 €.
Décision : intéressant à long terme, mais en priorité absolue après les actions « aspirateur » (ROI 8 mois) et « LED » (ROI 3,5 ans). Stratégie : étalement sur 3 ans.