Optimiser le rendement des systèmes de production d’électricité et ainsi réduire les pertes d’énergie liées à leur fonctionnement est un enjeu majeur. Comment calculer le rendement d’un système ?

RAPPELS DE COURS

1 Transfert et conversion d’énergie

► Lorsque l’énergie d’un corps est transmise à d’autres corps, on parle de transfert d’énergie (ex. : transfert de chaleur).

► Lorsque l’énergie d’un corps change de forme, il s’agit d’une conversion d’énergie (ex. : lors de la combustion du bois, l’énergie chimique est transformée en chaleur).

► D’après le principe de conservation de l’énergie, la quantité totale d’énergie d’un système isolé reste constante, même si cette énergie peut changer de forme.

► La transformation d’une forme d’énergie en une seule autre forme n’est jamais parfaite : il y a souvent des déperditions au cours d’une conversion (ex. : dégagement de chaleur).

2 Le bilan énergétique d’un système

A Le diagramme énergétique

► Un bilan énergétique résume les énergies mises en jeu lors du fonctionnement d’un système de conversion d’énergie.

► On peut le modéliser à l’aide d’un diagramme énergétique. Par convention, on représente :

– les systèmes par des ellipses ;

– les réservoirs d’énergie par des rectangles ;

– les transferts d’énergie par des flèches, en précisant leur nature.

B Le calcul du rendement

► Dans tout système de conversion d’énergie, une partie de l’énergie consommée est réellement utilisée : c’est l’énergie utile. Une autre partie de l’énergie est dissipée (pertes).

► Le rendement du système, noté $\eta$, se définit comme le quotient de l’énergie utile sur l’énergie consommée :

$\eta =\frac{E_{\text{utile}}}{E_{\text{consommée}}}$

où $\eta$ est un nombre sans unité, compris entre 0 et 1 ; il peut aussi s’exprimer en pourcentages.

MÉTHODE

Représenter un diagramme énergétique

Tracez le diagramme énergétique correspondant à un moteur électrique alimenté par un générateur électrique.