Pourquoi dire « on consomme des kW » est une erreur ?

La confusion entre kW et kWh (et de leurs multiples) est fréquente dans le langage courant. L’unité de puissance (qu'on exprime en Watts) est souvent utilisée à tort pour désigner une unité de consommation ou production (qu’on exprime en Wattheures).

Différence entre W (puissance) et Wh (consommation/production)

Le watt (W) mesure la puissance instantanée, c'est-à-dire le taux d'énergie consommée ou produite à un instant donné, tandis que le watt-heure (Wh) mesure la quantité totale d'énergie consommée ou produite sur une période de temps.

Puissance

La puissance d’une machine mesure sa capacité à délivrer ou consommer une quantité d’énergie par unité de temps. 

W, kW, MW, TW : Le watt (W) mesure la puissance, le kilowatt (kW) représente 1 000 watts, le mégawatt (MW) équivaut à 1 million de watts, et le térawatt (TW) correspond à 1 000 milliards de watts.

• W (Watt) : Le watt est l'unité de puissance qui mesure l'énergie utilisée ou produite instantanément.
• kW (Kilowatt) : Un kilowatt équivaut à 1 000 watts et est couramment utilisé pour indiquer la puissance des appareils domestiques.
• MW (Mégawatt) : Un mégawatt équivaut à 1 million de watts et mesure la puissance des installations industrielles et des centrales électriques.
• TW (Térawatt) : Un térawatt équivaut à 1 000 milliards de watts et est utilisé pour exprimer la puissance à l'échelle mondiale ou continentale.

Production ou consommation

Le wattheure est une unité permettant de quantifier l’énergie délivrée.

Wh, kWh, MWh, TWh : Le watt-heure (Wh) mesure l'énergie sur une période, le kilowatt-heure (kWh) équivaut à 1 000 Wh, le mégawatt-heure (MWh) à 1 million de Wh, et le térawatt-heure (TWh) à 1 000 milliards de Wh.

• Wh (Watt-heure) : Le watt-heure mesure la quantité d'énergie consommée ou produite sur une heure par une puissance de 1 watt.
• kWh (Kilowatt-heure) : Un kilowatt-heure équivaut à 1 000 watt-heures, indiquant l'énergie consommée ou produite par une puissance de 1 kilowatt pendant une heure.
• MWh (Mégawatt-heure) : Un mégawatt-heure correspond à 1 million de watt-heures, utilisé pour mesurer la consommation d'énergie sur une plus grande échelle, comme une ville.
• TWh (Térawatt-heure) : Un térawatt-heure équivaut à 1 000 milliards de watt-heures et est utilisé pour quantifier la production ou la consommation énergétique annuelle d'un pays ou à l'échelle mondiale.

Rapport entre watt et kilowatt

Un kilowatt-heure (kWh) représente l'énergie consommée par un appareil de 1 kilowatt fonctionnant pendant une heure, soit l'équivalent de 1 kW × 1 h.

Cette unité d'énergie est couramment utilisée pour mesurer la consommation électrique dans les foyers. Par exemple, un appareil de 2 kW qui fonctionne pendant 30 minutes consomme 1 kWh (2 kW × 0,5 h), tandis qu'un appareil de 500 watts fonctionnant pendant 2 heures consomme également 1 kWh (0,5 kW × 2 h).

Le kWh est ainsi un indicateur de la quantité totale d'énergie utilisée, indépendamment de la variation de puissance des appareils.

Abus de langage

On ne consomme ainsi pas des kW mais des kWh. Par analogie, confondre puissance et énergie revient, dans un autre domaine, à mettre sur le même plan vitesse instantanée et distance parcourue. Une autre erreur fréquente consiste à écrire kW/h au lieu de kWh. 

Par ailleurs, lorsque l’on qualifie un pic d'appel de puissance sur le réseau, c'est un abus de langage de parler de « consommation électrique record ». Pour qualifier le « record » du 8 février 2012, il serait plus juste de dire que « les Français ont mobilisé une puissance de 102 100 MW » à un moment précis (19 h) plutôt que dire que les Français ont alors « consommé 102 100 MW ».

Ordres de grandeur de consommation et de production

Voici quelques ordres de grandeur :

• consommation annuelle d’un rasoir électrique d’une puissance de 10 W, utilisé 5 minutes par jour durant l’année : 10 W x 30,4 h = 304 Wh = 0,304 kWh ; 
• production annuelle d’une éolienne d’une puissance de 3 MW fonctionnant 2 200 heures durant l’année⁽²⁾ : 3 000 kW x 2 200 h  = 7 260 000 kWh (soit 7 260 MWh ou 7,26 GWh) ; 
• production nette d'électricité en France métropolitaine en 2023 : 494,3 TWh = 494 300 000 000 kWh.

Le facteur de charge, lien entre puissance et électricité produite in fine

Cette distinction entre puissance et électricité est particulièrement importante lorsque différentes installations sont comparées (certaines ayant une production intermittente).

Il est alors nécessaire de prendre en considération les facteurs de charge de ces dernières : le facteur de charge correspond au rapport entre l’électricité produite sur une période donnée et l’électricité que l'installation aurait produite durant cette période si elle avait constamment fonctionné à puissance nominale.

Par exemple, une éolienne de 2 MW (puissance installée) pourrait produire, à pleine capacité, 2 MW * 24 h * 365 jours = 17 520 MWh en un an. Si, en réalité, elle produit 5 000 MWh sur l'année, son facteur de charge serait de 5 000 MWh ÷ 17 520 MWh = environ 28,5 %. Cela illustre comment une machine avec une grande puissance installée ne fonctionne souvent pas à pleine capacité en permanence, dépendant des conditions, comme le vent pour une éolienne.

Conversion de kWh en joules

Un watt correspond à la puissance d’une machine qui a la capacité de fournir un joule toutes les secondes (soit 3 600 J par heure).

Ainsi, une consommation ou une production en kWh peut être convertie en joules, sachant que 1 kWh = 3,6 × 10⁶ J.

Outre le kilowattheure, de plus grands multiples du wattheure sont souvent utilisés lorsqu'il est question de production électrique : le mégawattheure (MWh = 10⁶ Wh), le gigawattheure (GWh = 10⁹ Wh), le térawattheure (TWh = 10¹² Wh), voire le pétawattheure (PWh = 10¹⁵ Wh).