lundi 28 novembre 2011

Appareil électro domestiques

Les réfrigérateurs et congélateurs sont les seuls appareils être en service en permanence, ce qui ne signifie pas qu’ils consomment en permanence : le groupe de froid ne se met en route que si la température intérieure a remonté.

Leur puissance est faible, de l’ordre de 200 watts, et n’est appelée qu’environ 20% du temps, soit une consommation quotidienne de l’ordre de 1 KWh, soit en moyenne 40 watts, l’équivalent d’une petite ampoule à incandescence (traditionnelle) qui fonctionnerait en permanence.

Il n’est pas inutile de préciser que, paradoxalement, un réfrigérateur ne refroidit pas la cuisine, mais au contraire la réchauffe. Si son groupe produit par exemple 1 000 joules de froid à l’intérieur en consommant 500 joules sur le réseau électrique, son radiateur situé au dos dissipera 1 500 joules dans la cuisine. Mais le flux thermique à travers l’isolation ou par ouverture de la porte finira par transférer 1 000 joules de la cuisine vers l’intérieur. Au final, il aura bien chauffé la cuisine à hauteur de 1500 – 1000 = 500 joules, soit l’énergie qu’il a reçue du réseau. 

Les réfrigérateurs et congélateurs affichent des consommations électriques de plus en plus basses qui sont obtenues uniquement grâce à l’amélioration de l’isolation, puisque les unités hermétiques (groupes de froid) n’ont guère évolué, sinon par un changement de fluide thermodynamique qui n’apporte rien à cet égard. Cette isolation est donc de plus en plus épaisse. En d’autres termes, pour un même volume extérieur, le volume intérieur s’est significativement réduit, ce qui est un inconvénient. Ils présentent néanmoins l’avantage d’une remontée en température plus lente en cas de coupure d’alimentation.

Les appareils de cuisson sont de très gros consommateurs, de l’ordre de 3 à 4 kw, voire jusqu’à 7 kw (soit 32 A)   pour un four électrique ou une plaque de cuisson, mais cette puissance n’est utilisée en continu que pendant la montée en température. L’énergie utilisée à cet effet sera entièrement perdue au refroidissement de celui-ci. La puissance se réduit après, soit par un variateur, soit par des intermittences. Leur temps d’utilisation est bas, de l’ordre de 2% à 5% du temps.

Solution assez peu utilisée quoique très intéressante, un délesteur, situé dans l’armoire électrique, permet de :
·        couper le chauffage pendant ces pointes de consommation
·        éviter un abonnement plus puissant, et donc plus coûteux,
·        réduire les pointes de consommations.

Ils ont été l’objet de gros progrès :
·       Un four a un rendement déplorable : la part d’énergie absorbée par le chauffage et la cuisson de l’aliment est un pourcentage dérisoire.
·       Un four à convection forcée ("chaleur tournante") réduit le temps de cuisson de 20% et donc la consommation (dans un moindre ratio, car la montée en température, identique, reste perdue).
·        Un mini four réduit plus significativement cette consommation, au prorata de sa taille.
·        Un four à micro-ondes a un très bon rendement, de l’ordre de 70%, mais n’est pas toujours  approprié.
·        Des plaques électriques conventionnelles à résistance nécessitent, comme les fours, une montée en température, qui nécessite une énergie finalement perdue. Leurs pertes en température stabilisée restent importantes.
·        Les plaques électriques à halogène suppriment la montée en température, et réduisent les pertes à température stabilisée.
·     Les plaques à induction arrivent à un très bon rendement : l’essentiel de l’énergie consommée sert effectivement à chauffer l’aliment et son récipient.

L’utilisateur éco-responsable s’équipera de plaques à induction, et utilisera le four à micro-ondes chaque fois que possible. Il évitera les excédents d’eau de cuisson finalement rejetée.

Les lave-linge et lave-vaisselle sont aussi de gros consommateurs, typiquement 2 kw pendant la durée du cycle. Circonstance aggravante, cette énergie est pour l’essentiel perdue sous forme d’eau chaude évacuée à l’égout, et donc ne contribue pas au chauffage. Ils ont néanmoins fait des progrès en réduisant l’énergie et l’eau consommée par cycle. L’utilisateur soucieux d’environnement utilise des cycles courts et moins chauds, souvent prévus par le fabricant comme « éco ». Aucune amélioration spectaculaire n’est à attendre.

Les sèche-linge sont aussi un gros consommateur, mais à la différence des précédents, leur énergie électrique est intégralement réutilisée en hiver comme participant au chauffage. Une variante intéressante consiste à étendre  le linge à sécher dans une pièce munie d’un déshumidificateur électrique, dont la consommation électrique est environ le 1/10ème d’un sèche linge, réglé sur une hygrométrie de 40%. Dans cet air sec, le linge sèche en quelques heures, silencieusement et sans s’user.

Eclairage
Les lampes à incandescence classiques sont de plus en plus  remplacées par des technologies plus économes , à plus longue durée de vie, mais aussi plus onéreuses, dans l’ordre :
·        Ampoules halogènes 230 V ou 24 V, toujours à incandescence, mais avec rendement amélioré
·        Tubes à décharge conventionnels, dont le rendement est 4 fois supérieur.
·        Tubes à décharge en U, en spirale… dits « ampoules basses consommation », équivalents aux précédents
·        LEDs, au rendement très supérieur (plus de 10 fois).

Ces nouvelles technologies ont aussi quelques inconvénients :
·        Démarrage lent pour la plupart des « ampoules basses consommation »
·        Encombrement souvent supérieur
·        Charge inductive (inductance ou transformateur, en dehors des halogènes 230 V) pas toujours bien supportée par les interrupteurs, notamment les « olives » montés sur les fils. Cette charge inductive  et génératrice de courant réactif qui ne transporte pas d’énergie, mais engendre des pertes en ligne,


et un avantage intéressant pas toujours compris :
·      l’échauffement réduit permet d’augmenter la puissance d’éclairage des lampes, lampadaires et autres appareils, généralement limitée uniquement par la dissipation thermique de l’ampoule.

Bien entendu, la dissipation thermique des appareils d’éclairage participe aussi au chauffage pendant sa période d’utilisation. Il s’en suit qu’en France, actuellement, la réduction des émissions de CO2 par la réduction des pertes n’est pas significative. Pour autant, elle participe aux « négawatts » et reste donc souhaitable, notamment après amélioration de l'efficacité énergétique du chauffage.