Comments on Quelques réflexions en vrac sur l'énergie

L'exception notable au "on peut faire tout ce qu'on veut tant qu'on chauffe de façon thermostatée", c'est quand, en l'oubliant peut-être, on fait travailler des machines autre part.

Typiquement, utiliser un ordinateur offline, ça ne coûte rien si on chauffe à l'électrique de façon thermostatée. Du moins si on néglige l'usure de l'ordi rapportée à ce que ça coûte de le produire et de le gérer quand ce sera devenu un déchet (techniquement, il faudrait dans ce cas aussi faire la même analyse pour le radiateur, pour lequel je suspecte que le coût est moindre).

Par contre, un ordinateur connecté à internet, par exemple faisant du streaming, eh bien là, ça chauffera sur place mais aussi à distance, à des endroits où on utilise de l'énergie pour refroidir les machines.

Voici un exposé rassemblant un certain nombre d'informations sur les incidences environnementales du numérique :
https://infomath.pages.math.cnrs.fr/talk/2022-2023/ecoinfo/

@ Garry (2009-12-20T21:53:23+0100)
"Un autre ordre de grandeur que je trouve amusant: une ampoule (100 W) consomme si on la laisse allumée pendant 24 heures autant d'énergie qu'un homme moyen par jour (2500 kcal)…"

sachant qu'on peut préciser : 30% va au seul fonctionnement du cerveau. Une bonne partie du reste gère à la fois la chaleur du corps et les autres mécanismes internes (digestion etc…) et une petite partie restant aux muscles.

Ce qui est amusant 10 ans après le fil initial est de voir par ailleurs les progrès de l'IA est les milliers de kWh utilisés pour reconnaitre un chat (ou - enfin - battre les joueurs de go et voir dans ce jeu qu'on pensait impénétrable des ELO de 5200 pour alphaGo ZERO (40 jours d'entrainement) et Alpha ZERO = 4000 en seulement 34h… et pas loin de 4000 aux échecs)

Saurais-tu peser le pour et le contre de l'idée suivante (et ses variantes éventuelles) ? Au lieu d'utiliser plein d'énergie pour REFROIDIR les supercalculateurs et gâcher de l'entropie par le chauffage dans moults foyers, plutôt morceler les supercalculateurs en calculateurs disposés dans les foyers des pays froids : on saisirait la température désirée, et le calculateur effectuerait précisément la quantité de calculs permettant d'élever la température jusqu'à celle choisie. Ces calculateurs seraient loués, donc à première vue, ce pourrait ne pas être plus cher que des radiateurs classiques : on n'aurait pas à payer le coût de production du microserveur (dont le bénéfice revient au proprio des serveurs), et les proprios n'auraient pas à payer le refroidissement grâce au froid naturel des extrêmes latitudes.

J'ai l'impression que c'est une mauvaise idée si la tour de serveurs est destinée à des problèmes difficilement parallélisables ou si la sécurité est un enjeu fort, mais sinon……

Le coût (physique) du transfert de données entre les différents calculateurs joue certainement un rôle, mais j'ai du mal à me faire une idée des ordres de grandeur à l'oeuvre…

Si tu parlais italien, je crois que je te suspecterais d'avoir écrit ça : http://rispostecristiane.blogspot.it/2012/10/celiachia-e-santa-eucaristia.html

Pour l'eau dans la baignoire cela va augmenter l'humidité, cela va donner une sensation désagréable de froid pénétrant et on va augmenter le chauffage ou bien aérer en grand.

Je ne pense pas du tout que ça soit une bonne idée.

http://danstonchat.com/10919.html

Eh bien, sa copine a tort.

Convaincre les gens de laisser l'eau de leur bain dans la baignoire ca va jamais marcher. Par contre un systeme d'eau a 3 branches dans lequel l'eau de la douche et de l'evier seraient filtrees pour servir a dans la chasse d'eau avant d'etre evacuees. Ca semble jouable. Et tu recuperes la chaleur au passage.

Je me suis amusé à faire la modélisation très simple suivante :
un extérieur à T_ext

une maison étanche, remplie d'air, de volume V et de surface d'échange avec l'extérieur S, isolée avec une résistance thermique R_th en moyenne sur toute sa surface.

La température est homogène à tout instant à l'intérieur.

La maison possède un convecteur "ponctuel" de puissance P_chauffe constante et qui se met en route à une température de consigne basse T_cb et qui arrête sa chauffe à la température de consigne haute T_ch (thermostat "binaire" avec hystérésis ce qui est fréquent dans la réalité. Les modèles plus compliqués gardent une puissance de fonctionnement binaire mais la valeur de l'hystéresis est fonction de la température, d'autres enfin fonctionnent avec des temps de chauffe qui sont fonction de la température.)

La maison a d'autres sources de dissipation thermique d'origine électrique de puissance P_spécifique qui fonctionnent en permanence.

la température initiale est T0=T_cb

Avec ces conditions, il vaut alors en mieux avoir une puissance spécifique (usages autres que le chauffage et l'eau chaude dans le langage de l'énergie du bâtiment, genre ordi, éclairage, )

(par exemple, avec T_ext = 0°C, Cm_air = 1000 J(K*kg), S = 300m², V=250m^3, Tcb=19°C, Tch=20°C, P_chauffe = 3000W, R_th = 2 m²K/W alors :

pour pspé = 100W : Pmoy = 2935W
pour pspé = 500W : Pmoy = 2927W)

Cela cesse d'être vrai pour un autre moyen de chauffage, du au fait qu'il faut alors prendre en compte le facteur entre l'énergie finale et l'énergie primaire pour les usages spécifiques (celle qu'il a fallu globalement dépenser pour produire cette énergie compte tenu du rendement des turbines, transport, etc…).

En France, le chiffre moyen reconnu par EDF/RTE est de 1/2.58

D'autant plus qu'en hiver, ce chiffre est plus mauvais du au fait qu'on va chercher de l'électricité plus loin, on met en place des petites centrales, anciennes, avec de mauvais rendement (et en plus des centrales thermiques, ce qui fait que le "coût" en C02 du chauffage électrique l'hiver est plus mauvais qu'annoncé par EDF : cf note RTE /ADEME : http://www.waternunc.com/assets/pdf/Ademe_Rte_CO2_kwh_elec_contenuCO2longue.pdf)

Voyez vous des erreurs dans le raisonnement précédent ?

Est-ce que l'énergie électrique ne peut pas se retrouver dans autre chose que le fonctionnement des applis de l'ordi ou la chaleur ? Par exemple, dans un ordi, il peut y avoir un ventilateur. De plus, est-ce qu'une machine, comme un ordi, qui n'est pas conçue spécialement pur produire de la chaleur ne risque pas de consommer plus d'énergie pour produire la même quantité de chaleur (énergie qi aurait, par exemple, pour effet d'user les composants en produisant peu de chaleur) ?

Je suis le premier à dire qu'un kWh consommé par mon PC sera un kWh de moins de chauffage. Là dessus, on est d'accord, laisser un PC allumé reviens à laisser un petit radiateur électrique allumé.

Par contre, ce qu'ignore le physicien, ce sont les tarifs EDF et GDF : le kWh (ou le joule) d'origine électrique est très largement plus cher que le kWh de gaz, de fioul, de charbon ou de bois. Autrement dit, financièrement, se chauffer à l'ampoule électrique ou au PC au lieu d'utiliser sa chaudière au gaz est un mauvais calcul.

D'ailleurs ce mauvais calcul s'explique aussi par la physique. Les Pays-Bas fabriquent leur électricité en brûlant du gaz : or tu sais bien qu'on ne parviens pas à transformer l'intégralité de l'énergie contenue dans le gaz en énergie électrique, et qu'il y a également des pertes par effet joule dans le transport d'électricité (au contraire du transport du gaz).

tartaglia : soit j'ai pas compris, soit t'as repondu a cote.

La question est pourquoi transforme t'on l'energie plusieurs fois, en passant par la chaleur (fission -> chaleur -> mouvement -> turbine) plutot que de chercher une transformation directe et pourquoi les transformations directes connues sont aussi mauvaises (genre les piles photovoltaiques ou a hydrogene).

@garry: tu viens de trouver une idée géniale pour le traitement de l'obésité.
@couard anonyme: transformer de l'énergie mécanique en énergie électrique c'est pratique parce que régulable et obtenu de manière continue. Supposons que pour faire marcher une turbine on te lance à 150 km/h dessus, dans le but de convertir ton énergie cinétique en électricité, d'une part ce serait peut-être dommage, d'autre part cela ne ferait pas tourner la turbine très longtemps… quant à la fission de l'atome, elle est bien commode aussi, les radioéléments étant caractérisés par une demi-vie fixe.
@ruxor: c'est vrai que c'est très clair et que si on m'avait appris la thermodynamique comme cela je l'aurais plus facilement retenue

moi aussi j'ai bien aimé ce petit cours, surtout la notion d'entropie.

Je suis vraiment admiratif pour la clarté de ton introduction aux deux principes de la thermo. T'aurais pu faire un aussi bon prof en physique qu'en maths!

Un autre ordre de grandeur que je trouve amusant: une ampoule (100 W) consomme si on la laisse allumée pendant 24 heures autant d'énergie qu'un homme moyen par jour (2500 kcal)…

Ça me rappelle un truc (en général tout ce que je lis me rappelle un truc, mais bon, c'est pas le sujet): en Inde, les autorités ont un mal fou à empêcher les gens de rouler la nuit avec les phares éteints, ce qui d'après eux (eux = les gens), allonge notablement le temps de vie de la batterie, et permets d'économiser un peu d'essence. C'est probablement faux, mais pas facile à expliquer clairement. Un contre-argument un peu court est que si c'était aussi bénéfique que ça pour la batterie de rouler avec les phares allumés, on devrait donc aussi les utiliser en plein jour. Or, personne ne le fait, il y a donc anguille sous roche… Et puis c'est vrai que monter une côte à bicyclette est plus crevant avec la dynamo que sans (je dis ça pour l'essence).
Apparemment, on se dirige vers un consensus, qui est de rouler de nuit avec un seul phare: on n'use qu'un peu la batterie, et on risque un peu moins sa vie. Ceci-dit, pas mal de gens roulent à moto. Je ne sais pas trop si les motos ont une batterie.
Et c'est ainsi qu'Allah es grand, comme disait Vialatte.

Quelle est la facon la plus efficace pour produire de l'electricite ? Pourquoi se ramene t-on toujours en fin de comptes a une turbine (eolien, nuclaire, maree, charbon). Et pourquoi les methodes directes sont aussi pourries (photovoltaique, pile a hydrogene) ?

Erratum: c'était "si tu veux venir centenaire, crains Dieu…"

Allez, et ce sera le mot de la fin: extrait de la Plaisante Sagesse Lyonnaise de Catherin Bugnard (pseudo de Justin Godard):
L'hiver, crains Dieu, pour sûr, mais crains surtout les courants d'air.

Comme le dit Valerio, tu négliges le fait que chauffer un point situé près du plafond ou d'un mur, comme le fait une ampoule, peut très bien aboutir à transférer toute la chaleur dans une bouche d'aération ou dans la mauvaise isolation du mur et non dans le volume habité. Il faudrait regarder cela de près.

Le physicien des rayonnements disparaît, le carabin attardé fait surface…
La personne seule a tendance à laisser les lumières ouvertes toute la nuit. Les gens en couple se fient à l'intimité de la pénombre, rapprochent leur corps, font la bête à deux dos pour les hétéros, l'animal à gros bidon pour les autres, restreignent leur surface d'échange thermique, et font des économies d'énergie!
L'amour, qui pour Dante "move il sole et le altre stelle" ne serait-il pas une forme d'économie d'énergie?Mais Dante parlait plutôt d'amour sacré que d'amour profane. Allez comprendre!

"en hiver, si on chauffe chez soi avec des radiateurs électriques thermostatés, alors il est à peu près impossible de gaspiller de l'énergie"

tu présupposes que la tempréture s'homogénéise rapidement et qu'il n'y a pas d'échange de matière et que l'isolation est correcte: si tu laisses ta plaque de 2kW allumée, de l'air très chaud ira directement au plafond et sera évacuée par la bouche VMC tandis que de l'air froid sera aspiré et s'accumulera au niveau du sol. Voire, si ta plaque touche un mur en béton (ou un poteau en acier), celui-ci évacuera d'autnt plus rapidement la chaleur que la différence de température est élevée.

J'aurais adore t'avoir comme prof en prepa :)

Je crois que beaucoup de gens ont un problème pour comprendre le principe même d'un chauffage avec thermostat. Ça doit les déranger quand les radiateurs ne sont pas très chauds, ou je sais pas quoi. Du coup chez nous (enfin, je pense que c'est pareil partout), ça donne une géguerre entre les gens qui mettent les radiateurs à fond, même dans le hall du bâtiment, et ceux qui les baissent à des niveaux plus raisonnables.

J'ai tendance à résumer cela ainsi : une lampe électrique est un radiateur électrique dans lequel une petite partie de l'énergie est perdue sous forme d'énergie lumineuse.

Détail amusant (mon sens de l'humour est peut-être déficient) : ayant utilisé mon laptop dans un environnement sombre hier, j'ai laissé la luminosité de l'écran au minimum. Et je ne l'ai pas changée ce matin, car cela me suffisait largement pour travailler confortablement. Jusqu'à ce que je lise ton billet qui traite principalement du gaspillage d'énergie : j'ai du augmenter la luminosité en raison de sa couleur de fond (pas assez claire pour les réglages en cours) pour le rendre lisible. Et donc gaspiller plus d'énergie en rétroéclairage.

J'arrive bien à me faire une idée de l'énergie, c'est ce qui met en mouvement la matière, ou qui produit des photons, ou qui chauffe, qui met les molécules en mouvement (approximativement)…
Mais l'entropie? Bien que passionnant c'est abstrait je trouve, même si ça se calcule facilement. L'entropie de l'univers augmente tout le temps?
D'après la règle que tu donnes, si je mets un glaçon dans le froid absolu, son entropie va être infinie? J'imagine bien que non, rien ne semble infini en physique.

Cela usera prématurément le frigo en faisant travailler son compresseur plus que nécessaire. Donc ce n'est pas une bonne idée.

Mais un frigo ouvert se comporte exactement comme un radiateur électrique de même puissance. Toute l'énergie dépensée part en chaleur (je ne compte pas les quelques photons de l'ampoule à l'intérieur du frigo qui vont s'échapper par la fenêtre).

Pour le chauffage électrique, il y a aussi la croyance erronée qu'un radiateur à inertie permet de faire des économies d'énergies:

http://www.leroymerlin.fr/mpng2-front/pre?zone=zonecatalogue&idLSPub=1101743929
"Le radiateur à inertie
Chaleur par rayonnement comparable au chauffage central. Economique, ces appareils ont la particularité de diffuser encore leur chaleur pendant un certain temps, même éteints."

Ces radiateurs sont souvent 3 ou 4 fois plus chers qu'un radiateur électrique normal. Or le rendement étant toujours de 100%, il n'est pas possible de consommer moins d'énergie. Il faut en effet prendre en compte l'énergie consommée pour chauffer le radiateur, avant que celui-ci ne diffuse sa chaleur même éteint.

La seule façon d'économiser non pas de l'énergie, mais le coût de cette énergie, c'est d'acheter un radiateur accumulateur qui ne consomme de l'électricité que pendant la nuit. Mais il faut pour cela une grande masse de matériaux à forte inertie thermique, qui ne se trouve pas dans un radiateur à inertie standard.

S'il n'y a pas d'inconvénient à laisser les lampes allumées pour la raison que tu décris, y en a-t-il un à laisser le frigo ouvert ? :-)