Chapitre 1 – Évaluer la puissance consommée | Terminale Bac Pro (Grpt 1) | Physique – Électricité | ⏱ 30 min
Dernière mise à jour : 2 mai 2026, 18:42
💡 Notions centrales : leçon §3 (puissance active P, apparente S) et §4 (facteur de puissance cos φ).
Sarah, technicienne en maintenance énergétique, réalise un audit chez un client qui se plaint d'une facture d'électricité élevée. Elle utilise un wattmètre prise (modèle Voltcraft Energy Logger 4000) qu'elle branche entre la prise murale et chaque appareil pendant son fonctionnement. L'écran affiche U, I, P et le cos φ.
| Appareil | U (V) | I (A) | P mesurée (W) | cos φ affiché |
|---|---|---|---|---|
| Sèche-cheveux (1 500 W annoncé) | 230 | 6,50 | 1 495 | 1,00 |
| Réfrigérateur (compresseur en marche) | 230 | 0,90 | 145 | 0,70 |
| Lave-linge (en chauffe) | 230 | 9,50 | 2 185 | 1,00 |
| Box internet + chargeur USB | 230 | 0,15 | 12 | 0,35 |
Citer les cinq grandeurs affichées (ou calculables) par un wattmètre prise. Donner le symbole et l'unité de chacune.
| Grandeur | Symbole | Unité |
|---|---|---|
| Tension (efficace) | U | V (volts) |
| Intensité (efficace) | I | A (ampères) |
| Puissance active | P | W (watts) |
| Puissance apparente | S = U×I | VA (volt-ampères) |
| Facteur de puissance | cos φ = P/S | sans unité |
Calculer la puissance apparente S = U × I pour les 4 appareils, et compléter le tableau.
| Appareil | U×I (VA) |
|---|---|
| Sèche-cheveux | …… |
| Réfrigérateur | …… |
| Lave-linge | …… |
| Box + chargeur | …… |
Vérifier la cohérence du cos φ affiché en calculant cos φ = P / S pour chaque appareil.
Les valeurs calculées correspondent à celles affichées par le wattmètre.
D'après leur facteur de puissance, classer les 4 appareils en 3 catégories :
Sarah dit au client : « C'est la box qui a le plus mauvais cos φ. Pourtant, elle ne consomme presque rien. C'est paradoxal, non ? »
Expliquer ce qu'elle veut dire et pourquoi un mauvais cos φ d'un petit appareil n'est pas un problème.
Le cos φ de la box (0,35) est très bas, ce qui signifie qu'elle « gaspille » du courant réactif. Mais comme la puissance active P consommée est très faible (12 W seulement), l'impact en valeur absolue reste négligeable :
Le problème devient sérieux uniquement en milieu industriel : avec des moteurs de plusieurs kW à cos φ = 0,5 ou 0,6, EDF facture une pénalité pour la puissance réactive (« tg φ » sur la facture).
Le client laisse tourner la box 24h/24. Calculer son énergie consommée annuellement (en kWh) et son coût annuel au tarif EDF de 0,20 €/kWh.
Aide : 1 an = 8 760 h.
E = P × t = 12 × 8 760 = 105 120 Wh = 105 kWh/an
Coût = 105 × 0,20 = 21 €/an
C'est faible, mais cumulé pour les 5 ou 6 appareils en veille permanente d'un foyer (box, frigo, télé, four micro-ondes, chargeurs branchés…), on arrive vite à 100 à 150 €/an de consommations « invisibles ».
Rédiger en 5 lignes la note de Sarah au client, qui répond à la problématique :
Note pour le client — audit énergétique du 2 mai 2026.
Le facteur de puissance varie selon la nature des appareils : excellent (cos φ ≈ 1) pour les appareils à résistance chauffante (sèche-cheveux, lave-linge en chauffe, four), moyen (0,7) pour les appareils contenant un moteur (réfrigérateur, machine à laver en essorage), médiocre (0,3 à 0,5) pour les appareils électroniques (box, télé, chargeurs). Dans une maison, ces écarts ne sont pas problématiques car la facture EDF résidentielle ne pénalise que la puissance active. Pour réduire votre facture, le levier le plus efficace est plutôt de débrancher les appareils en veille qui consomment 100 à 150 €/an pour rien.