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Unités de mesure

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Unités de mesure.

Conductivité thermique

Le watt par mètre-kelvin (W/m.K) est l'unité de mesure de conductivité thermique, équivalant à la conductivité thermique d'un corps homogène isotrope dans lequel une différence de température de 1 kelvin produit entre deux plans parallèles, ayant une aire de 1 mètre carré et distants de 1 mètre, un flux thermique de 1 watt.

Un clo est l'unité de résistance thermique des vêtements. 

Les vêtements avec une résistance thermique de 1 clo maintiennent le confort thermique d'une personne assise dans un environnement où la température ambiante est de 21°C et la vitesse de mouvement de l'air est de 0,1 m/s. 

1 clo = 0,1555 m².°C/W


Capacité thermique

Le joule par kelvin (J/K) est l'unité de mesure de capacité thermique et d'entropie, équivalant à l'augmentation de l'entropie d'un système recevant une quantité de chaleur de 1 joule à la température thermodynamique constante de 1 kelvin, pourvu qu'aucun changement irréversible n'ait lieu dans le système.


Energie

Le Joule (J) est l'unité de mesure de travail, d'énergie et de quantité de chaleur, équivalant au travail produit par une force de 1 newton dont le point d'application se déplace de 1m dans la direction de la force.

1 kilojoule (kJ) = 1.000 J (103J)

1 mégajoule (MJ) = 1.000 kJ (106J) 

1 gigajoule (GJ) = 1.000 MJ (109J)

1 térajoule (TJ) = 1.000 GJ (1012J)

1 petajoule (PJ) = 1.000 TJ (1015J)

1 exajoule (EJ) = 1.000 PJ (1018J)

La consommation d'énergie finale dans l'Union Européenne en 1998 = 40,2 EJ (ou 11,3 TWh)

1 MJ = 0.278 kWh

L'effet Joule est le dégagement de chaleur dans un conducteur homogène parcouru par un courant électrique.

Le kilowattheure (kWh) est l'unité d'énergie ou de travail, équivalant au travail exécuté pendant une heure par une machine dont la puissance est de 1 kilowatt (1000 W). 

1kWh = 3,6 MJ

1 mégawattheure (MWh) = 1.000 kWh

L’unité officielle d’énergie est le Joule (J) mais, parce que le pétrole est l'énergie dominante, les énergéticiens utilisent la tonne d'équivalent pétrole (tep) ou quelquefois la tonne d'équivalent charbon (tec). 

Les coefficients d'équivalence permettent conventionnellement de comparer dans une unité commune (tep : tonne équivalent pétrole), des quantités d'énergie de natures diverses. 

1 Mtep : Million de tonnes équivalent pétrole, unité de mesure permettant de comparer les différentes énergies entre elles, il s’agit de l’énergie produite par la combustion d’une tonne de pétrole.

1 tonne de pétrole = 1,000 tep

1 tonne de charbon = 0,619 tep

1 tonne de charbon pauvre = 0,405 tep

1 tonne de bois = 0,300 tep ( environ)

1 tonne de gaz butane ou propane = 1,095 tep

1 Mwh d’électricité = 0,086 tep (énergie finale)

1 Mwh d’électricité = 0,222 tep (énergie primaire)

1 Mwh de gaz naturel = 0,077 tep

1 000 litres de fuel lourd = 0,950 tep

La France a consommé 269 Mtep d'énergie primaire en 2001.

La consommation moyenne par habitant et par an est de 4,3 tep en France et de 8,1 tep aux États-Unis.

L'énergie primaire est l'énergie nécessaire pour fournir l'énergie finale que nous consommons.

L'énergie primaire correspond à des produits énergétiques dans l’état (ou proches de l’état) dans lequel ils sont fournis par la nature : charbon, pétrole, gaz naturel ou bois.

La comptabilité de l’électricité primaire est plus complexe. La production d’électricité par l’hydraulique (ainsi que l’éolien et le photovoltaïque), est comptabilisée en kWh, et exprimée en tep en utilisant la conversion des unités physiques (comme pour la consommation finale) : 1000 kWh valent 0,086 tep. Pour la production d’électricité par des centrales nucléaires, on comptabilise la chaleur produite par le réacteur nucléaire en énergie primaire. Cependant, lorsqu'une centrale nucléaire produit 1 kWh d’électricité en énergie finale, le réacteur nucléaire qui l’équipe produit 3 kWh de chaleur dont 2 représentent les pertes calorifiques liées à la transformation de chaleur en électricité. Ainsi, lorsqu’une centrale nucléaire produit 1000 kWh d'énergie finale, cette production est comptabilisée 0,086/0,33 = 0,2606 tep d'énergie primaire.

La calorie (cal) est l'unité de mesure de quantité de chaleur, équivalant à la quantité de chaleur nécessaire pour élever de 1 °C la température de 1 gramme d'eau. (Cette unité n'est plus légale en France).

1 cal = 4.187 J 

La thermie (th) est l'unité de mesure de quantité de chaleur, valant un million de calories. (Cette unité n'est plus légale en France).

1 th = 1.16 kWh = 4.187 MJ

Le B.T.U. (British Thermal Unit) est l'unité de mesure calorifique utilisée encore aux États-Unis, équivalant à 1.055 joules.

Un met est l'unité d'énergie métabolique:

1 met = 58 W/m2 (où la surface du corps humain est d'environ 1,8 m2).


Force

Le newton (N) est la force qui communique à un corps ayant une masse de 1 kg une accélération de 1 m/sec.


Pression

Le pascal (Pa) est la contrainte qui, agissant sur une surface plane de 1 mètre carré exerce sur elle une force totale de 1 newton ; dit aussi newton par mètre carré (N/m2).

Un bar est l'unité de mesure de pression valant 105 pascals, utilisée pour mesurer la pression atmosphérique. Un bar est presque égal à une atmosphère.

1 bar = 1.000 millibar


Puissance

Le watt (W) est l'unité de puissance, de flux énergétique et de flux thermique.

1 Watt = 1 joule par seconde

1 kilowatt (kW) = 1.000 W

1 mégawatt (MW) = 1.000 kW

Un wattmètre est un appareil qui mesure la puissance électrique consommée par un récepteur ou fournie par un générateur électrique.

Le watt-crête (Wc) est l'unité de puissance d'un capteur photovoltaïque. Il correspond à la délivrance d'une puissance électrique de 1 Watt, sous de bonnes conditions d'ensoleillement et d'orientation.

L'unité de puissance des capteurs solaires thermiques est kWth/m2. La valeur de conversion reconnue par l'Agence Internationale de l'Energie est de 0,7 kWth/m2

Un cheval-vapeur (ch.) = 735,5 W


Température

Le degré Celsius (°C) est l' unité de mesure de température. 

Le degré Celsius est égal à l'unité Kelvin (K) ; c'est le nom spécial du kelvin pour exprimer la température dans l'échelle Celsius.

Le degré Fahrenheit (°F) est l'unité de mesure de température utilisée encore aux États-Unis, égal à la 180ème partie de l'écart entre la température de fusion de la glace et la température d'ébullition de l'eau à la pression atmosphérique.

- Conversion Fahrenheit to Celsius : °C = (°F - 32) / 1.8

Exemple 80°F = (80 - 32) / 1.8 = 26.7°C

- Conversion Celsius to Fahrenheit : °F = (°C x 1.8) + 32

Une sonde de température dans une installation solaire utilise des thermocouples pour mesurer la température. 

Un thermocouple est un circuit formé par deux métaux différents entre les soudures desquels on a établi une différence de température qui se traduit par l'apparition d'une force électromotrice.

La thermographie est une technique d'enregistrement graphique des températures de divers points d'un corps par détection du rayonnement infrarouge qu'il émet. Cette technique est utilisée dans le bâtiment notamment pour visualiser les ponts thermiques dans les parois isolées. 


Lumière

Une candela (cd) est l'unité d'intensité lumineuse du Système international.

Le lumen (lm) est l'unité de flux lumineux correspondant au flux émis par une source d'une intensité de 1 candela, contenu dans un angle solide de 1 stéradian.

Le lux (lx) est l'unité d'éclairement. 1 lux est l'éclairement d'une surface placée à 1 m d'une source de lumière dont l'intensité est de 1 candela (1 lux = 1 lumen/m2).

Un luxmètre est un appareil mesurant la quantité de lumière reçue par un sujet ou réfléchie par une surface éclairée.

Le Lumen/Watt (lpw) est une mesure de l'éfficacité énergétique d'une lampe électrique. Il indique la quantité de lumière émit par unité de puissance électrique. 


Divers

Mètres par seconde (m/s) est l'unité qui exprime la vitesse du vent (10 m/s = 36 km/h)

Une éolienne "démarre" avec un vent d'environ 4 m/s et double sa production dès 7 m/s ; à partir de 25 m/s environ, elle se met "en drapeau" et ne produit plus.

La vitesse de la lumière est de 299.792 kilomètres par seconde.

Une année lumière est un mesure de distance utilisée en astronomie. Il est équivalent de la distance parcourue par la lumière pendant une année, soit 9.460.800.000.000 kilomètres.

Le Soleil est à une distance d'environ 149,6 millions de    kilomètres, soit environ 8 minutes lumières.

Un stéradian est l'unité d'angle solide équivalente à l'ouverture d'un cône ayant son sommet au centre d'une sphère de rayon r et délimitant à sa surface une aire égale à r2.

Un stère est une unité de mesure valant un mètre cube, utilisée pour les piles de bois de chauffage. Compte tenu des vides, cela représente environ 0,6 m3 ou 500 kg de bois, avec un contenu énergétique de 1.500 kWh.

Un photon est un quantum de rayonnement électromagnétique.

Le Becquerel (Bq) est l'unité de mesure de l'activité nucléaire (1Bq = 1 désintégration de noyau atomique par seconde). 

ppm (ou ppmv) est l'abréviation de partie par million (en volume) d'un gaz dans l'air (de CO2 par exemple).