Les rendements d'un moteur à essence et d'un moteur diesel atteignent respectivement 35% et 45%.
Définition
Le rendement en matière d'énergie est un concept qui mesure l'efficacité avec laquelle une certaine quantité d'énergie est convertie d'une forme à une autre, ou utilisée pour effectuer un travail spécifique. En termes simples, il s'agit du rapport entre l'énergie utile obtenue et l'énergie initialement fournie.
Les agriculteurs parlent en quintaux par hectares, les électriciens en puissance consommée par rapport à la puissance fournie. Les financiers évaluent le rendement des investissements. Pour tous, un « bon » rendement est un optimum réaliste par rapport à un maximum hors de portée.
Dans le domaine de l’énergie, deux règles s’imposent : la conservation de l’énergie totale et la dégradation de sa « qualité » lors d’une transformation. Cette dernière règle, que traduit l’augmentation inévitable d’un paramètre, l’entropie, impose une limite théorique au rendement.
Un rendement plus élevé signifie une utilisation plus efficace de l'énergie, ce qui réduit la consommation globale et les coûts énergétiques. Améliorer le rendement énergétique réduit la quantité de combustible fossile consommé, diminuant ainsi les émissions de gaz à effet de serre et l'empreinte carbone.
Formule
Il est souvent exprimé en pourcentage.
La formule générale du rendement énergétique est la suivante : (Énergie utile (sortie) / Énergie totale (entrée)) X 100
Production d'électricité
Dans une centrale thermique, le rendement mesure l'efficacité de la conversion de l'énergie thermique du combustible (charbon, gaz naturel, etc.) en énergie électrique. En général, les centrales thermiques ont des rendements compris entre 30% et 50%.
Les centrales hydroélectriques convertissent l'énergie potentielle de l'eau en mouvement en électricité, avec des rendements souvent supérieurs à 90%.
Pour le photovoltaïque, le rendement actuel est en nette augmentation, autour de 30%, mais encore loin de ses limites théoriques qui se situent au-delà de 40%.
Cependant il faut toujours préciser de quel rendement il est question : ici il s’agit de l’énergie électrique produite par rapport à l’énergie solaire reçue. On peut aussi parler du rendement de conversion entre l’énergie produite et l’énergie solaire réellement absorbée (une partie peut-être diffusée ou réfléchie). Le critère de rendement conditionne l’avenir du solaire qui pourrait devenir une source d’électricité majeure dans le futur.
Machines et moteurs
Pour un moteur une partie de l’énergie du carburant se transforme inévitablement en chaleur. Pour limiter cette déperdition, il faut augmenter la température et c’est souvent la tenue des matériaux qui limite le rendement : moins de 50% de l’énergie du carburant devient de l’énergie mécanique. Précisons que le reste n’est pas nécessairement perdu car une partie de la chaleur peut être utilisée pour chauffer l’habitacle.
Les moteurs électriques peuvent atteindre des rendements supérieurs à 80%.
Les moteurs à combustion interne utilisés dans les véhicules, qui convertissent l'énergie chimique du carburant en énergie mécanique, ont des rendements qui varient généralement entre 20% et 30%.
Moteurs électriques : Utilisés dans divers appareils, ils ont des rendements qui peuvent atteindre 90% ou plus.
Appareils électroménagers :
Bâtiments et chauffage
En matière de bâtiments et de chauffage, le rendement énergétique est crucial pour déterminer l'efficacité des systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation.
Les systèmes de chauffage, tels que les chaudières à gaz, les pompes à chaleur et les radiateurs électriques, sont évalués en fonction de leur capacité à convertir l'énergie consommée en chaleur utile pour chauffer les espaces intérieurs.
- Par exemple, une chaudière à gaz moderne à haute efficacité peut atteindre un rendement supérieur à 90%, ce qui signifie que plus de 90% de l'énergie du gaz est convertie en chaleur, tandis que moins de 10% est perdue.
- Les pompes à chaleur, qui transfèrent la chaleur de l'air extérieur ou du sol vers l'intérieur, peuvent avoir des coefficients de performance (COP) supérieurs à 3, ce qui signifie qu'elles fournissent trois fois plus d'énergie en chauffage qu'elles n'en consomment en électricité.
Le rendement énergétique des bâtiments englobe également l'isolation thermique, les fenêtres à double vitrage et les systèmes de gestion de l'énergie, qui contribuent tous à minimiser les pertes de chaleur et à optimiser la consommation d'énergie. Une bonne isolation et des fenêtres efficaces réduisent les besoins en chauffage, augmentant ainsi le rendement global du bâtiment.
Les systèmes de gestion de l'énergie, tels que les thermostats intelligents et les capteurs de présence, permettent de contrôler plus précisément l'utilisation du chauffage et de la climatisation, améliorant encore l'efficacité énergétique.
