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Physics with Thomas

Le rendement · où passe le reste de l'énergie ?

Durée 3:43Sur YouTube

Le rendement est la part de l'énergie qui est utilisée utilement : l'énergie utile divisée par l'énergie reçue. Le reste ne disparaît pas, il devient presque toujours de la chaleur. On peut aussi diviser les puissances. Une trottinette électrique qui reçoit 350 watts et fournit 280 watts de mouvement a un rendement de 0,80, soit 80 pour cent.

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Sur cinq litres d'essence dans le réservoir d'une voiture, un seul environ sert à rouler. Où passe le reste ? Cette énergie ne disparaît pas : elle devient de la chaleur. La part de l'énergie qui est utilisée utilement s'appelle le rendement.

L'énergie ne se perd jamais. Ce qu'un appareil ou un moteur n'utilise pas pour ce que vous voulez, il le convertit sous une forme que vous ne vouliez pas, presque toujours de la chaleur : dans l'échappement, dans le refroidissement, dans le moteur lui-même. On le dessine dans un schéma énergétique. À gauche, l'énergie entre : l'énergie reçue. Une flèche va vers ce que vous vouliez, l'énergie utile, et l'autre s'écarte et devient chaleur. Ensemble, elles sont exactement aussi larges que ce qui est entré.

Le rendement, la lettre grecque η (êta), est l'énergie utile divisée par l'énergie reçue. Cela donne un nombre entre 0 et 1, et multiplié par 100 il devient un pourcentage. Comme cela marche tout aussi bien par seconde, on peut aussi diviser les puissances : la puissance utile divisée par la puissance reçue. Divisez toujours l'utile par ce qui entre, sinon vous dépassez 100 pour cent.

Dans l'exemple, une trottinette électrique reçoit 350 watts de sa batterie, et le moteur en fait 280 watts de mouvement : un rendement de 0,80, soit 80 pour cent. La voiture du début arrive à environ 20 pour cent. Ensuite, c'est à vous : une perceuse qui absorbe 600 watts et fournit 450 watts au foret. À mi-parcours, il y a une question et un silence : mettez la vidéo en pause et réfléchissez d'abord vous-même.

Un meilleur rendement fait aussi partie de la transition énergétique, le passage à une énergie qui ne vient pas des combustibles fossiles : à côté de la production durable et d'une consommation d'énergie plus faible, il s'agit d'appareils qui transforment moins d'énergie en chaleur.

Dans cette vidéo

  1. 0:00Un sur cinq
  2. 0:11L'énergie ne va nulle part
  3. 0:49Quelle part est utile
  4. 1:49Soixante-quinze pour cent
  5. 2:27Trois choses à retenir
  6. 2:48Deux questions
  7. 3:11Les réponses
  8. 3:28Ce qu'est un watt

L'explication complète, par écrit

Un sur cinq

0:00Sur cinq litres d'essence au réservoir d'une voiture, environ un litre sert à rouler. Le reste, non.

L'énergie ne va nulle part

0:12Ces quatre litres n'ont pas disparu : c'est de la chaleur. L'énergie ne se perd jamais. Ce qu'un appareil ou moteur n'utilise pas pour votre but, il le convertit en une forme non voulue, quasi toujours en chaleur : à l'échappement, au refroidissement, dans le moteur même.

0:29On le dessine dans un schéma énergétique. À gauche, l'énergie entre : l'énergie reçue. Une flèche va vers ce que vous vouliez : l'énergie utile. L'autre flèche s'écarte : elle devient de la chaleur. Ensemble, elles ont exactement la largeur de ce qui est entré.

Quelle part est utile

0:49La part de l'énergie utilisée utilement s'appelle le rendement. Le rendement, la lettre grecque êta, est l'énergie utile divisée par l'énergie reçue. Cela donne un nombre entre zéro et un, et fois cent, cela devient un pourcentage. Comme ça marche aussi bien par seconde, on peut aussi diviser les puissances : la puissance utile divisée par celle qui entre.

1:16Une trottinette électrique reçoit de sa batterie trois cent cinquante watts, et le moteur en fait deux cent quatre-vingts watts mécaniques. Deux cent quatre-vingts sur trois cent cinquante font zéro virgule quatre-vingts : un rendement de quatre-vingts pour cent.

1:33La voiture du début arrive à environ vingt. À vous. Une perceuse absorbe six cents watts, et fournit quatre cent cinquante watts au foret. Quel est le rendement, et combien de watts deviennent de la chaleur ?

Soixante-quinze pour cent

1:50Divisez toujours la partie utile par ce qui entre, pas l'inverse, sinon vous dépassez cent pour cent. Quatre cent cinquante divisé par six cents fait zéro virgule soixante-quinze : soixante-quinze pour cent. Le reste, cent cinquante watts, devient de la chaleur, et vous le sentez quand la perceuse chauffe au bout d'un moment.

2:09Et donc un meilleur rendement va avec la transition énergétique, le passage à une énergie qui ne vient pas des combustibles fossiles : à côté de produire durablement, il s'agit de consommer moins d'énergie, et d'appareils au meilleur rendement.

Trois choses à retenir

2:27Trois choses. L'énergie ne disparaît pas : le non-utile finit presque toujours en chaleur. Le rendement est l'énergie utile divisée par l'énergie qui entre, et ça marche aussi avec les puissances. Et un meilleur rendement va avec la transition énergétique, à côté de consommer moins et de produire durablement.

Deux questions

2:49Deux questions. Un. Un chargeur d'ordinateur absorbe soixante-dix watts sur la prise et fournit soixante-cinq watts à l'ordinateur. Quel est le rendement ? Deux. Un moteur électrique de rendement quatre-vingt-dix pour cent fournit quatre cent cinquante watts mécaniques.

3:05Quelle puissance électrique absorbe-t-il ?

Les réponses

3:11La première : soixante-cinq divisé par soixante-dix fait zéro virgule quatre-vingt-treize, quatre-vingt-treize pour cent. La seconde : la puissance absorbée est la puissance utile divisée par le rendement. Quatre cent cinquante divisé par zéro virgule quatre-vingt-dix fait cinq cents watts.

Ce qu'est un watt

3:29Vous voulez savoir ce qu'est vraiment un watt, et pourquoi les « watts par heure » n'existent pas ? Regardez alors la vidéo sur la puissance sur ma chaîne YouTube.

Questions fréquentes

Qu'est-ce que le rendement ?

Le rendement est la part de l'énergie qu'un appareil utilise utilement. On le calcule comme l'énergie utile divisée par l'énergie reçue. Cela donne un nombre entre 0 et 1 ; multiplié par 100, on obtient un pourcentage. Son symbole est la lettre grecque η (êta).

Comment calculer le rendement avec les puissances ?

Divisez la puissance utile par la puissance reçue. Une trottinette électrique qui reçoit 350 watts de sa batterie et fournit 280 watts de mouvement a un rendement de 280 divisé par 350, soit 0,80, c'est-à-dire 80 pour cent.

Où passe l'énergie qui n'est pas utilisée utilement ?

Elle ne se perd pas. Un appareil ou un moteur la convertit sous une forme que vous ne vouliez pas, presque toujours de la chaleur. Dans une voiture, cette chaleur se trouve dans l'échappement, le refroidissement et le moteur lui-même, et c'est pour cela qu'une perceuse chauffe au bout d'un moment.

Le rendement peut-il dépasser 100 pour cent ?

Non. Un appareil ne fournit jamais plus d'énergie utile que l'énergie qu'il reçoit. Si vous dépassez quand même 100 pour cent, vous avez inversé la division : divisez toujours l'utile par ce qui entre, et pas l'inverse.

Quel est le lien entre le rendement et la transition énergétique ?

À côté de la production durable, la transition énergétique consiste aussi à consommer moins d'énergie. Les appareils au meilleur rendement transforment moins d'énergie en chaleur, donc ils ont besoin de moins d'énergie pour le même travail.

La suite : ce qu'est vraiment un watt, et pourquoi les « watts par heure » n'existent pas. C'est dans la vidéo sur la puissance, sur cette chaîne.

Cette vidéo propose l'audio et les sous-titres en plusieurs langues. Choisissez la vôtre dans le lecteur sous la roue dentée, à Piste audio et à Sous-titres.

Physics with Thomas : des explications avec l'image là où elle apporte quelque chose, et sans elle là où elle distrait.

Dans cette série

À propos de moi

Thomas Schuurmans

Je m'appelle Thomas Schuurmans, et j'ai une passion pour la physique et pour comprendre pourquoi les choses fonctionnent comme elles fonctionnent. Ce que je veux, c'est amener les jeunes à demander plus souvent « pourquoi ? » et « comment ça marche ? », et leur donner les outils de la physique d'une manière simple et visible.

J'ai obtenu mon diplôme de physique appliquée à l'université de technologie de Delft en 2003. Ensuite j'ai passé plus de vingt ans hors de l'enseignement : d'abord à TNO, l'institut néerlandais de recherche appliquée, puis dans une agence de design, et enfin en fondant Proportion Global, avec qui je travaille sur des questions d'innovation en Afrique, en Amérique latine et en Asie du Sud. Ce travail ressemble à la physique plus qu'on ne le croit : ne pas partir d'une solution, mais comprendre d'abord ce qui se passe, essayer, se tromper, et regarder à nouveau.

Proportion Global travaille aujourd'hui avec un réseau de consultants locaux dans 67 pays, si bien que je n'ai presque plus besoin de voyager moi-même. J'ai donc aujourd'hui plus de temps, et plus envie, de faire aussi une différence près de chez moi. C'est pourquoi j'ai renoué avec mon ancien amour pour la physique. Depuis septembre 2026, j'enseigne la physique deux matinées par semaine au Cartesius Lyceum à Amsterdam, au collège et au lycée.

Moi-même, j'apprends surtout par l'image quand je découvre quelque chose de nouveau. De là est née l'idée : des vidéos qui expliquent un seul sujet, de façon nette et visuelle, en quelques minutes. Je les fais pour mes propres élèves. Ensuite je les publie, parce qu'une bonne explication devrait être à portée de tous ceux qui en ont besoin, où que vous viviez et quelle que soit la langue dans laquelle vous pensez et parlez.