Peut-on ressentir ce qu’est 1 kWh ?

Pour l’usager, le kilowattheure (kWh) est l’unité qu’utilisent les fournisseurs d’électricité afin de comptabiliser et de facturer sa consommation. Au-delà d’un nombre au bas d’une page et d’une somme à payer, est-il possible de montrer et de ressentir ce que représente 1kWh ? Pour les unités habituelles, c’est assez facile : un mètre correspond à la longueur d’un grand pas ou à la hauteur de votre nombril, un kilogramme est la masse d’une bouteille d’eau d’un litre ou d’un paquet de farine, une seconde est la période de notre cycle cardiaque ou le temps de prononcer « une seconde ».

Roue arrière d’un vélo

Une vidéo produite en 2016 à l’initiative d’une enseignante en classe de primaire de la région de Gap visait à faire sentir aux élèves ce que représente une quantité d’énergie égale à 1 kWh. Pour cela, une dynamo actionnée par la rotation de la roue arrière d’un vélo transforme l’énergie musculaire de l’enfant en électricité. L’énergie produite est comptabilisée par un compteur électrique. Les élèves pédalèrent à tour de rôle, espérant que leurs efforts finissent par produire 1kWh. Peine perdue… 1kWh est l’énergie produite rapidement par une machine d’une puissance de 1 000 watts pendant une heure. Les enfants n’ont sans doute pas pédalé collectivement plus d’une heure et n’ont jamais produit individuellement plus de quelques dizaines de watts. Grâce à cette expérience, ils ont compris que 1kWh était une grande quantité d’énergie, qu’il est bienvenu que des machines produisent à notre place.

Les vélos d’appartement en libre-service dans les gares ou les aéroports qui permettent de recharger son téléphone pourraient donner l’impression contraire. C’est que le contenu énergétique d’une batterie de téléphone portable n’est que de 0,01kWh, énergie que l’on peut produire en vingt minutes en pédalant sans trop d’effort. Mais faire fonctionner un réfrigérateur durant une heure nécessite de pédaler durant dix heures !

Énergie mécanique humaine

Même des efforts physiques intenses ne produisent pas beaucoup d’énergie. Ainsi, un terrassier pelletant 12 fois par minute pendant huit heures, chaque pelletée ayant une masse de 3 kg et montant d'un mètre, ne produit que 0,05 kWh d’énergie mécanique avec ses bras. Un randonneur de 70 kg chargé d’un sac de 30 kg et montant 1 800 m de dénivelé ne produit que 0,5 kWh d’énergie mécanique avec ses jambes.

Par comparaison, l’énergie libérée par la combustion de 1 litre d’essence est d’environ 10 kWh. Un moteur, ayant une efficacité de 25 %, transforme cette énergie en 2,5 kWh d’énergie mécanique utilisable : c’est l’équivalent de 50 terrassiers ou de 5 randonneurs. Cette écrasante supériorité des machines permet de comprendre pourquoi les tâches nécessitant beaucoup d’énergie mécanique sont faites par des machines.

En France, la consommation énergétique annuelle par habitant est de l’ordre de 24 000 kWh, environ 240 fois supérieure à celle qu’un humain peut produire pendant la même durée avec sa seule puissance musculaire. Le formidable pouvoir de l’humanité sur la biosphère terrestre résulte de sa capacité à mettre en œuvre les grandes quantités d’énergie nécessaires aux transformations qu’elle réalise. Quand cette période d’abondance finira, le réveil risque d’être difficile.