Énergie et puissance : unités et conversions

L’énergie se mesure en joules et la puissance, qui est l’énergie transférée par seconde, en watts : E = P × t. Le kilowattheure vaut 3,6 millions de joules et le rendement d’un appareil est le rapport entre l’énergie utile et l’énergie absorbée.

Mis à jour le 7 novembre 2026

Énergie et puissance

Grandeur	Définition	Unité SI	Formule
énergie E	capacité à produire un travail, un échauffement, un mouvement	joule (J)	E = P × t
puissance P	énergie transférée par unité de temps	watt (W) = J/s	P = E / t
rendement η	part de l’énergie absorbée réellement utile	sans unité (ou %)	η = E_utile / E_absorbée = P_utile / P_absorbée ≤ 1

Unités et conversions

Unité	Équivalent en joules	Usage
1 Wh	3 600 J	petits appareils, batteries
1 kWh	3,6 × 10⁶ J = 3,6 MJ	facture d’électricité
1 MWh	3,6 × 10⁹ J	production électrique
1 cal	4,18 J	chimie
1 kcal	4,18 kJ (« Cal » des aliments)	nutrition
1 eV	1,602 × 10⁻¹⁹ J	physique atomique
1 tep (tonne équivalent pétrole)	41,868 GJ ≈ 11 630 kWh	bilans énergétiques
1 ch (cheval-vapeur)	735,5 W (puissance)	moteurs

Formules par domaine

Domaine	Formule	Remarque
mécanique	E_c = ½ m v² ; E_pp = m g h ; P = F × v	W et J
électricité	P = U × I ; E = U × I × t	1 kWh = 1 000 W pendant 1 h
thermique	Q = m × c × ΔT	c_eau ≈ 4 185 J·kg⁻¹·K⁻¹ ; Q en J
changement d’état	Q = m × L	L chaleur latente en J/kg ; fusion de la glace L ≈ 334 kJ/kg
rayonnement	E = h × ν = h c / λ	énergie d’un photon

Exemples

Situation	Calcul	Résultat
radiateur de 2 000 W pendant 1 h 30	E = 2 × 1,5	3 kWh = 10,8 MJ
chauffer 1,5 L d’eau de 20 °C à 100 °C	Q = 1,5 × 4 185 × 80	≈ 502 000 J ≈ 0,14 kWh
moteur de rendement 0,35 absorbant 10 kW	P_utile = 0,35 × 10	3,5 kW utiles, 6,5 kW perdus en chaleur

Conservation

L’énergie ne se crée pas et ne disparaît pas : elle se transfère ou se convertit (chaîne énergétique).
Les « pertes » sont des transferts thermiques vers l’extérieur : le rendement est toujours inférieur à 1.
Puissance = débit d’énergie : une même énergie fournie plus vite demande une puissance plus grande.

Erreurs fréquentes

Erreur : le kilowatt est une unité d’énergie → Correct : le kW mesure une puissance, le kWh une énergie.
Erreur : 1 kWh = 3 600 J → Correct : 1 Wh = 3 600 J et 1 kWh = 3 600 000 J.
Erreur : rendement supérieur à 100 % → Correct : l’énergie utile ne dépasse jamais l’énergie absorbée.
Erreur : Q = m c ΔT avec ΔT en kelvins converti depuis des degrés en ajoutant 273 → Correct : une différence de température a la même valeur en °C et en K.
Erreur : « énergie perdue » → Correct : elle est transférée sous forme thermique, le total se conserve.

À retenir

Énergie en joules, puissance en watts, E = P × t. Pour la facture, raisonnez en kWh : puissance en kW multipliée par la durée en heures. Le rendement compare l’utile à l’absorbé et reste inférieur à 1.