💶 Combien ça coûte de faire bouillir 1 Litre d’eau avec une bouilloire électrique ⚡?
C’est une question récurrente pour celui qui veut ne pas trop piocher dans son porte monnaie comme pour celui qui comme moi tend à l’AUTONOMIE:
Combien consomme une bouilloire électrique?
Contrairement à l’éclairage, chauffer l’eau ne se voit pas du premier coup d’œil. Pourtant dans mon cas de maison bioclimatique la première dépense en électricité, c’est pour chauffer de l’EAU. L’éclairage est aujourd’hui un poste de dépense très secondaire, grâce aux LED.
Dans cette petite expérience, grâce à un Wattmètre, je mesure la quantité d’énergie absorbée par ma bouilloire de 1600W pour chauffer exactement 1L d’eau (soit 1kg d’eau).
Cette petite expérience sur 1 litre d’eau permet de se donner une base pour des calculs plus approfondis dans la suite de notre réflexion sur les énergies renouvelables.
Dans une démarche de premiers pas vers l’autonomie, il faut commencer par estimer ses dépenses. Le bilan est très simple:
1 litre d’eau porté de 18,5°C à ébullition avec une bouilloire consomme 0,109kWh
Dans notre cas avec un tarif bleu de ERDF en 2024, le kWh nous est facturé 0,2516€
Le coût de chauffe d’1 litre d’eau de notre bouilloire s’élève donc à :
0,109 kWh x 0,2516 € = 0,02725 €
Faire bouillir 1 Litre d’eau revient à moins de 3 centimes d’€
Et par le calcul, ça donne quoi?
Dans la vidéo ci-dessus, très courte disponible sur YouTube, je mentionne que pendant que l’eau chauffe, je fais le calcul théorique de la consommation électrique de la bouilloire.
Pour faire ce calcul, nous avons besoin d’avoir une propriété importante de l’eau : sa capacité thermique massique.
La Capacité Thermique Massique de l’eau s’exprime en Joule par Kelvin par kilogramme. Sa valeur est de 4 185 J K-1. kg-1
Pour pouvoir comparer facilement l’énergie que l’on utilise, nous allons convertir les Joules en Wattheure qui est une unité qui parle plus dans la conception bioclimatique.
4 185 Joules = 1,1625 WattHeure
donc la capacité thermique de l’eau devient Cv= 1,1625 Wh.K-1.kg-1.
Soit QE la quantité d’énergie en Wh nécessaire à l’élévation de T1°C à T2°C d’une masse de m kg d’un matériau de capacité thermique massique Cv en Wh.K-1.kg-1 .
QE = Cv x (T2 – T1) x m
Dans le cas de notre vidéo la température de départ T1 est de 18,5°C et la température d’ébullition T2 est de 99°C. Habitant à 350m d’altitude, la pression atmosphérique n’étant pas la même qu’à 0m d’altitude, l’eau bout avant d’atteindre les 100°C.
QE = 1,1625 x (99 – 18,5) x 1 = 93,58 Wh
Si ce calcul te paraît trop rapide, un article plus détaillé et généralisé à tout matériaux est disponible ici
109 Wh ou 93,58 Wh ? Où est l’erreur?
Pourquoi avons nous une différence entre la mesure empirique et le calcul théorique?
L’erreur est quand même de 16% ce qui n’est pas négligeable.
Par contre ce qui a été négligé, c’est la capacité thermique des matériaux constitutifs de la bouilloire. Eh oui, eux aussi ont chauffé durant l’expérience, il a fallu des Wh supplémentaires pour les chauffer!
De plus, nous pouvons observer qu’avant d’atteindre les 99°C et de se stopper, la bouilloire produit de la vapeur d’eau. Le changement de phase d’eau liquide à eau gazeuse nécessite aussi de l’énergie.
Pour conclure, nous pouvons dire que cette bouilloire à un rendement de 84%. C’est à dire qu’elle a été efficace à 84%, elle a transformé 84% de l’énergie électrique fournie en énergie utilisable chaleur dans l’eau.
Pour aller plus loin sur la réflexion de la bouilloire et de l’autonomie électrique avec une production photovoltaïque
La question première qui m’a été posée par Sonia :
C’est super cette yourte, il y a 2 panneaux solaires, ça permet d’avoir un minimum de confort : de la lumière et une bouilloire pour se faire un thé !
Sonia en stage chez nous
Alors effectivement les 2 panneaux solaires ont pour but dans cette zone hors réseau électrique d’avoir un minimum de confort, c’est de l’éclairage par LED. Les panneaux photovoltaïques rechargent des batteries qui prennent le relais du soleil la nuit. Les rubans de LED consomment chacun 5W en tension continue, c’est à dire en 12V directement en provenance des batteries.
Mais en ce qui concerne la bouilloire, la donne est complètement différente. La bouilloire fonctionne en 220V alternatif, donc il faut un onduleur intermédiaire.
La première question à se poser quand on recherche l’Autonomie est la suivante:
La puissance fournit par mon installation de production d’électricité photovoltaïque est-elle suffisante pour alimenter mon équipement électroménager?
Nous verrons dans la prochaine vidéo pourquoi les panneaux photovoltaïques de la yourte ne sont pas à la hauteur de ma bouilloire. Dommage pour le thé de Sonia, sauf si c’est l’hiver, le poêle à bois prend le relais de l’électricité !
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Bonjour,
L’écart entre 109 Wh ou 93,6 Wh n’est pas seulement lié au changement de phase et au fait que les parois de la bouilloire chauffe, mais à la capacité thermique qui n’est tout simplement pas constant, donc la multiplication est une approximation et devrait être remplacée par une intégrale. Chauffer d’1°C de 20 à 21 coûte moins d’énergie que de 98 à 99°C.
Bonjour Flavien,
Merci pour ta remarque qui est bien vraie, si on fouille un peu sur wikipedia, nous trouvons effectivement ces 2 lignes pour une pression atmosphérique à hauteur de la mer:
https://en.wikipedia.org/wiki/Table_of_specific_heat_capacities
– l’eau à 25°C a une capacité thermique de 4,1816 J.g-1.K-1
– l’eau à 100°C liquide (donc avant changement de phase) a une capacité thermique de 4,21 J.g-1.K-1
soit une différence de moins de 0,7%, ce qui est, tu l’admettras très faible.
Je remarque par la même occasion, que le chiffre que j’ai pris est aussi très légèrement différent : 4,185 J.g-1.K-1
On peut donc dire que l’erreur de 16% que je mentionne n’est pas dans l’ordre de grandeur du 0,7% que tu mentionnes.
L’erreur est dans l’addition des paramètres que nous ne prenons pas en compte dans le calcul, comme le transfert de chaleur dans le corps de la bouilloire, l’énergie pour passer le changement de phase liquide à phase gazeuse, la ‘VRAIE’ valeur de la capacité thermique, la déperdition thermique par conduction le long de l’expérience qui dure 4 minutes et demie et qui nécessiterait aussi un beau calcul intégral… (et par convection, tu as vu à la fin, de la vapeur s’échappe …)
Je cherche simplement à faire un calcul simple pour vulgariser la science qui nous entoure dans des gestes de notre quotidien. Je ne bosse pas chez Space X, l’erreur epsilon sur le calcul m’est acceptable…😉
Ce que je retiens de cette expérience, c’est que la bouilloire a un rendement de 84%. Pour avoir une eau chaude, 84% de l’énergie, de notre ‘facture’, va dans notre objectif et 16% pour le fonctionnement de notre machine!
Comme j’aime à le dire, » En théorie, tout se passe bien. J’aimerais vivre en théorie. Mais comme tout le monde, je paie mes factures dans la réalité, alors une bonne mesure expérimentale permet de mieux appréhender la différence entre théorie et réalité »
Merci pour ta remarque et si tu as d’autres sources à mentionner, tu es libre de les mettre en commentaire.
Petite erreur, parfaitement pardonable 🙂 Vous donnez le calcul suivant :
0,109 kWh x 0,2516 € = 0,2725 €
Or… Je pense que vous venez de voir l’erreur… Le résultat est 0.02725
Bonjour Daniel,
Effectivement, un 0 peut tout changer. Une faute de frappe et le contenu n’est plus cohérent.
Merci pour ton retour, l’erreur est corrigée.