Une grandeur, de nombreuses unités
L’énergie intervient dans l’alimentation, l’électricité, les carburants et la physique, et chaque domaine a gardé son unité. La nutrition compte en kilocalories ou en kilojoules. Les fournisseurs facturent l’électricité et le gaz en kilowattheures, les Anglo-Saxons le gaz en therms ou en BTU. Les scientifiques utilisent le joule, l’unité du Système international, et la physique atomique le minuscule électronvolt. Toutes mesurent la même chose et se convertissent exactement les unes dans les autres.
Utiliser le convertisseur
Saisissez une valeur dans n’importe quel champ : toutes les autres unités se mettent à jour pendant la frappe. Partez de ce que vous avez sous les yeux : l’énergie d’une étiquette alimentaire, la capacité d’une batterie en wattheures, la puissance d’un climatiseur en BTU ou une facture en kWh. Chaque couple d’unités courant dispose aussi d’une page avec la formule, un exemple et un tableau.
Équivalences essentielles
- 1 kcal = 4,184 kJ, et 1 kJ ≈ 0,239 kcal
- 1 Wh = 3 600 J, et 1 kWh = 3,6 MJ
- 1 kWh ≈ 3 412 BTU ≈ 860 kcal
- 1 therm = 100 000 BTU ≈ 29,3 kWh
- 1 BTU ≈ 1 055 J ≈ 0,252 kcal
Énergie ou puissance ?
La puissance est le rythme auquel l’énergie est consommée. Les watts mesurent une puissance, les wattheures une énergie. Une ampoule de 60 W allumée 10 heures consomme 600 Wh, soit 0,6 kWh. Pour obtenir l’énergie, multipliez la puissance par la durée.
Comparer des modes de chauffage
Pour comparer des énergies, ramenez-les toutes en kWh. Le gaz est facturé en kWh en France, mais le bois, le fioul ou les granulés se vendent au stère, au litre ou au kilo : il faut alors leur pouvoir calorifique, environ 10 kWh par litre de fioul et 4,6 à 5 kWh par kilo de granulés. Tenez ensuite compte du rendement : une chaudière restitue 80 à 100 % de l’énergie du combustible, une pompe à chaleur 2 à 4 kWh de chaleur par kWh d’électricité.
Conseils
Pour un régime, restez dans une seule unité : kJ et kcal diffèrent d’un facteur 4,2 environ. Pour un exercice de physique, convertissez tout en joules avant de calculer.
Les unités de énergie comparées
| Unité | Symbole | En joules |
|---|---|---|
| Joule | J | 1 |
| Kilojoule | kJ | 1 000 |
| Mégajoule | MJ | 1 000 000 |
| Calorie | cal | 4,184 |
| Kilocalorie | kcal | 4 184 |
| Wattheure | Wh | 3 600 |
| Kilowattheure | kWh | 3 600 000 |
| British thermal unit | BTU | 1 055,06 |
| Therm | thm | 105 505 585 |
| Pied-livre | ft⋅lbf | 1,35582 |
| Électronvolt | eV | 1,60218 × 10⁻¹⁹ |
Les unités en détail
Qu'est-ce qu'un joule ?
Le joule est l'unité d'énergie du Système international : le travail d'une force d'un newton sur un mètre, ou d'un watt pendant une seconde. C'est une petite unité ; soulever une pomme d'un mètre demande environ un joule.
Qu'est-ce qu'un kilojoule ?
Le kilojoule vaut 1 000 joules. Les étiquettes nutritionnelles européennes l'affichent à côté des kcal ; l'apport de référence d'un adulte est de 8 400 kJ, soit 2 000 kcal, par jour.
Qu'est-ce qu'un mégajoule ?
Le mégajoule vaut un million de joules, soit 0,2778 kWh. Il exprime le pouvoir énergétique des carburants : un litre d'essence contient environ 32 à 34 MJ, un kilo de bois sec environ 15 à 18 MJ.
Qu'est-ce qu'une calorie ?
La petite calorie, 4,184 joules, est l'énergie qui réchauffe un gramme d'eau d'un degré Celsius. En nutrition, le mot « calorie » désigne souvent par abus de langage la kilocalorie, mille fois plus grande.
Qu'est-ce qu'une kilocalorie ?
La kilocalorie vaut 1 000 calories, soit 4,184 kJ. C'est l'unité des étiquettes alimentaires et du suivi des régimes : un adulte dépense en moyenne 2 000 à 2 500 kcal par jour selon son âge, son sexe et son activité.
Qu'est-ce qu'un wattheure ?
Le wattheure est l'énergie consommée par un appareil d'un watt pendant une heure, soit 3 600 joules. La capacité des batteries de téléphones, d'ordinateurs portables et de vélos électriques s'exprime en Wh ; un vélo électrique embarque souvent 400 à 600 Wh.
Qu'est-ce qu'un kilowattheure ?
Le kilowattheure vaut 1 000 wattheures, soit 3,6 mégajoules. C'est l'unité des factures d'électricité et de gaz en France et de la batterie des voitures électriques : un radiateur de 2 000 W allumé 3 heures consomme 6 kWh.
Qu'est-ce qu'un British thermal unit ?
Le British thermal unit, environ 1 055 joules, est la chaleur qui réchauffe une livre d'eau d'un degré Fahrenheit. On le croise sur les climatiseurs, barbecues et chaudières de conception américaine.
Qu'est-ce qu'un therm ?
Le therm vaut 100 000 BTU, soit environ 29,3 kWh. Il sert à facturer le gaz naturel aux États-Unis et au Royaume-Uni, et figure sur les cotations internationales du gaz.
Qu'est-ce qu'un pied-livre ?
Le pied-livre est le travail d'une force d'une livre sur un pied, soit environ 1,356 joule. Il sert aux États-Unis pour l'énergie des projectiles ; la même unité exprime aussi un couple de serrage.
Qu'est-ce qu'un électronvolt ?
L'électronvolt est l'énergie gagnée par un électron soumis à une tension d'un volt, exactement 1,602176634 × 10⁻¹⁹ joule. Physiciens et chimistes l'emploient pour les atomes, les photons et les particules.