Règle de 3* / Faire du vélo, pour(-)quoi faire?

Une demi-heure de vélo d’appartement à 25 km/h, qu’est ce que ça représente comme électricité produite?

Note : C’est un choix, on ne peut évidemment faire que l’une de ces propositions

7 ampoules LED pendant 1 h

3 recharges de téléphone

20 minutes de PC portable

4 tartines au grille pain

40 secondes au four

5 secondes de douche

Du grain à moudre pour aller plus loin

L’énergie qu’un humain produit avec ses muscles est dérisoire en comparaison de l’énergie qu’il consomme (électricité, essence, gaz, etc). À titre de comparaison, l’ensemble de la consommation électrique française (habitation, services publics, industries, …) rapportée à chaque habitant correspond à 7 000 kWh1. Notre consommation individuelle d’électricité correspond donc à  23 cyclistes qui pédalent 12 heures par jour, tous les jours. Et qui, par magie (car c’est bien ce qu’il y a de magique avec l’énergie), ne consomment rien eux-mêmes alors qu’ils dépensent de 3500 kilo-calories par jour pour pédaler …

Aussi, l’électricité ne représente que 25% de l’énergie totale qu’on consomme en France2. Donc, nous nous reposons quotidiennement sur 90 cyclistes chacun pour assouvir nos besoins énergétiques nationaux.

Et si l’on inclue également l’énergie utilisée pour nos importations (et en soustrayant nos exportations), un français nécessite près de 180 cyclistes3 pour couvrir tous ses besoins énergétiques.

Si vous n’êtes toujours pas convaincu, regarder un cycliste olympique peiner à toaster une tranche de pain de mie. Autrement, pour un éclairage plus détaillé sur l’énergie, retrouvez le billet de Jean-Marc Jancovici.

Humain VS Énergie, quelques exemples

Pêcher

Labourer

Se déplacer

Se doucher

Récolter

Déneiger

Pour aller plus loin

Détails

Hypothèse : on considère un rendement parfait pour la conversion de l’énergie mécanique (appliquée au pédalier) à l’énergie électrique – cette conversion est souvent supérieure à 95% en pratique, en intégrant les roulement mécaniques et l’alternateur. Hypothèse : on ne considère pas ici la nécessité de stocker l’électricité dans des batteries, puis de la restaurer dans un équipement électrique. En pratique, les rendements des batteries sont de l’ordre de 80 à 90%.
  •  La puissance produite par un vélo varie en fonction de nombreuses conditions et de nombreuses hypothèses. Néanmoins, on considère qu’elle est de 70 Watts  à 25 km/h 4, 5.
  • En roulant 30 minutes, le cycliste a donc produit 70 W * 0.5h = 35 Wh
  • On considère une ampoule LED d’une puissance de 5 W6
  • Une ampoule consomme donc 5 Wh en une heure
  • 35 Wh sont consommées par 7 ampoules allumées pendant une heure
  • Un smartphone standard a une batterie de 3000 mAh en moyenne 7
  • La tension moyenne d’une batterie Lithium Ion est de 3.7 V 8 .
  • Le tout correspond à 3 000 mAh * 3,7 V = 11,1 Wh
  • On peut donc charger notre batterie 35/11.1 = 3.1 fois
Hypothèse : On considère ici un ordinateur portable moyen, utilisé pour des tâches légères de bureautique Hypothèse : On ne compte pas les équipements périphériques d’un ordinateur, comme la box internet, les enceintes, l’imprimante, la fabrication ou des usages intensifs
  • Un PC portable moyen a besoin d’une puissance électrique de 100 W 9, 10
  • En une heure, il consomme 100 Wh, soit 35 Wh en 21 minutes
Hypothèse : On peut mettre 2 tartines en même temps dans un grille pain Hypothèse : La durée d’un “cycle” est d’environ une minute et 30 secondes
  •  Avec une puissance de 850 W 11, un grille pain consomme 35 Wh en 2.5 minutes
  • On peut donc lancer deux cycles, soit 4 tranches de pain à griller
  • Avec une puissance moyenne de 3 000 W 12, un four consomme les 35 W en 42 secondes
  • L’eau arrive aux alentours de 15°C dans une habitation. Il faut la chauffer de 25°C pour avoir une température idéale de 40°C 13,14 
  • Il faut 1.162 Wh pour élever 1 litre d’un degré 15 , donc pour élever 1 litre de 25°C, il faut 1.162 * 25 = 29 Wh
  • En disposant de 35 Wh en entrée, et avec un rendement de 70% pour les ballons d’eau chaude électrique 16 , on ne conserve que 24 Wh d’énergie pour chauffer l’eau
  • On peut donc élever la température de 0.8 L seulement
  • Avec un débit moyen de 10 litres par minute 17 , on peut utiliser la douche 5 secondes en tout

*Règle de trois

En mathématiques, une règle de trois – ou produit en croix – est une méthode qui permet d’estimer une valeur à partir de trois autres, dès lors qu’elles suivent une règle de proportionnalité. Si une baguette coûte 1€, alors 10 baguettes coûtent : 10€.

A fortiori, elle désigne ici l’approximation rapide d’un questionnement simple, et ce, à partir de données accessibles, de règles de bon sens et de quelques hypothèses. Elle n’a donc pas vocation à déterminer parfaitement une valeur mais à en estimer un ordre de grandeur.

Références