Je vois régulièrement passer sur les réseaux sociaux un objet, ou plutôt un concept, qui m’irrite. Il s’agit d’une prise électrique 230V qui comporte au dos un petit panneau solaire circulaire d’environ 6cm de diamètre que l’on fixe avec une ventouse à une vitre et qui permet d’avoir du courant en tout temps.
Les commentaires sont en général très enthousiastes, c’est un design fort élégant, la solution aux problèmes d’énergie. Rares sont les personnes à réfléchir à la quantité d’énergie que peut produire un tel objet, quel genre d’appareil pourraient s’alimenter sur cette prise.
La manière la plus intuitive d’expliquer la quantité d’énergie que produire un panneau solaire, c’est qu’au mieux, il peut produire autant de lumière que la vitre qu’il obscurcit bloque. Ce n’est pas complètement vrai : le panneau pourrait convertir des rayonnements invisibles en lumière visible, et c’est assez vague. L’énergie maximale du soleil sur terre est de l’ordre de 1000 Watt / m2, soit 0.1 Watt par cm2. Un disque de 6 cm de diamètre a une surface de 6 × π, ce qui nous 18.34 cm2, soit une puissance maximale théorique de 1.834 Watt, cela correspond à un ensoleillement maximal dans des conditions idéales.
La lumière doit d’abord traverser la vitre, qui typiquement absorbe les rayons ultra-violets, et la ventouse qui n’est pas complètement transparente. Pour simplifier, je vais ignorer ces deux facteurs. Le taux de conversion de panneau solaires actuels tournent autour de 20%, ce qui donne donc une puissance maximale de 0.3668 Watts. Si cela vous semble peu, c’est normal, c’est peu. L’énergie d’un pet est de 6.2 Joules. Il faudra à ce panneau près de 17 secondes pour produire autant d’énergie.
À présent il faut convertir l’énergie en courant électrique 230V, la bonne nouvelle c’est qu’on a des convertisseurs très efficaces : ≈95%, la mauvaise nouvelle c’est que je doute qu’ils tiennent dans l’objet, mais bon. Nous avons à présent environ 3.5 Watts de courant 230V dans le meilleur des cas. Quel appareil peut-on connecter sur cette prise? Aucune idée. Un chargeur USB de 5W a généralement une efficacité de 75%, il lui faut donc 6.67 Watts. Un aspirateur ou un fer à repasser consomment facilement 1000 Watts. Pour avoir un sens, cet objet devrait produire 10 fois plus d’énergie.
La première absurdité est qu’il comporte une prise 230V, or il ne peut physiquement pas fournir assez d’énergie pour alimenter un appareil qui fonctionne à ce voltage. S’il comportait directement une prise USB, on éviterait les pertes dues à la conversion vers le 230V et retours. La plupart des appareils qui consomment peu de courant utilisent cette prise à bas voltage. Ensuite, il faudrait sensiblement augmenter la surface.
Je possède un chargeur USB solaire : il comporte 4 panneaux d’une capacité théorique de 1.8 Watts (soit 7.2 Watts). Avec un beau soleil de mars en Suisse vers neuf heures du matin, le tout produit environ 2.5 Watts. Ici le panneau est exposé directement à la lumière, pas de vitre ni de ventouse sur le chemin. Cela permet de charger (lentement) un téléphone mobile. Évidemment, cet objet est beaucoup moins ambitieux que le précédent, mais il a l’avantage d’exister et de fonctionner en accord avec les règles de la physique.
Les gens s’offusquent lorsqu’un politicien ne sait pas le prix d’un pain au chocolat, considéreraient un revenu universel de 2€ mensuel ridicule pour un pays européen, pourtant quand on parle d’énergie, les gens ne valent pas mieux. L’énergie est pourtant un sujet important : le réchauffement climatique, le nucléaire sont avant tout des problèmes d’énergie. Les calculs que je fais ici ne sont pas compliqués, des multiplications et des divisions…
Un projet de la confédération helvétique est la société à 2000W, comme le titre l’indique, le but est d’avoir une société où chaque personne ne requiert que 2000W, ce qui correspond à 600 fois ce que cette prise pourrait fournir. La consommation annuelle moyenne de courant électrique par habitant en France en 2015 était de 4763 kW/heure, ce qui nous fait: 4763000 × 4763 ÷ (365.25 × 24) ≈3260 Watts. Environ 1000 fois plus que ce que pourrait produire cette prise, c’est un peu comme un RMI à 45 centimes d’euro…