Efficacité énergétique et impact environnemental – Télévision LCD – Consommation et pertes énergétiques

Pour cette étude de cas sur la télévision à écran plat, nous disposions d’une télévision LCD Samsung 32 pouces modèle LE32S81B. C’est sur cet appareil qu’on été effectuées toutes les mesures et toutes les études qui suivent.

I) Consommation énergétique

1) Consommation et variation de consommation

Sur ce modèle, le constructeur a intégré un système de réglage de l’intensité du rétro-éclairage, ainsi que plusieurs modes d’économie d’énergie, afin de faire varier la consommation énergétique en fonction du confort voulu

Pour connaître la puissance électrique consommée, nous avons procédé à plusieurs mesures, à chacun des mode “éco” proposés par l’appareil et pour deux niveau de rétro-éclairage (6 et 10, le réglage pouvant aller de 0 à 10). Nous avons également pris les mesures au niveau de rétro-éclairage 0 pour les deux options extrêmes du mode éco. Voici les résultats obtenus :

Source : LP2I

Source : LP2I

Ainsi, nous pouvons voir que le réglage du rétro-éclairage et du mode Éco peut grandement faire varier la puissance consommée par la télévision : la consommation avec les paramètres maximum (rétro-éclairage : 10 ; éco : arrêt) est environ 2,4 fois supérieure à la consommation avec les paramètres minimum (rétro-éclairage : 0 : éco : élevé)

Il est à noter que l’image affichée à l’écran a un impact négligeable sur la puissance consommée. En affichant une image blanche puis une image noire à l’écran avec des réglages identiques, nous avons pu constater que la différence de consommation s’élevait à 0,3 W, c’est-à-dire une différence négligeable.

2) Mode éco

Au cours de notre étude, nous avons cherché à savoir sur quel paramètre agissait le mode éco proposé par le constructeur afin de réduire la consommation de la télévision.

Nous avons donc émis une hypothèse :
Le mode éco ne serait en fait rien de plus qu’un autre paramètre réglant le rétro-éclairage.

Afin de la vérifier, nous avons comparé (subjectivement, à défaut d’appareil de mesure) la différence de luminosité entre deux réglages différents de rétro-éclairage et de mode éco consommant à peu près la même puissance
Notre choix s’est porté sur les réglages 6 ; élevé et 0 ; arrêt, qui présentent, malgré la différence de rétro-éclairage importante, une différence de consommation de tout juste 2,2 W.

A la comparaison, il s’est avéré que les deux réglages proposent le même niveau de luminosité.

En conclusion, nous pouvons donc dire que le mode éco est simplement un autre paramètre qui influe sur le rétro-éclairage de la télévision.

3) Indice d’Efficacité Énergétique (IEF)

En prenant pour base la puissance consommée par la télévision avec des réglages moyens (rétro-éclairage = 6 et éco : moyen), nous avons aussi calculé l’IEF de l’appareil, soit le rapport entre la puissance mesurée (P) et une puissance de référence (Pref), permettant de déterminer la classe énergétique de l’appareil.

Pref = Pbase + A * 4,3224Watts/dm² = 20 + 28,73*4,3224 = 144,182552 W

Avec Pbase = constante en fonction de l’équipement intégré et A = suface de l’écran en dm²

IEF = P / Pbase = 71,8 / 144,182552 = 0,497979811038

Cet indice classe donc notre appareil dans la classe énergétique C lors d’un fonctionnement dans les conditions de test.

II) Pertes énergétiques

Au cours de cet étude, nous avons aussi cherché à savoir où l’appareil pouvait générer des pertes énergétiques. Pour ce faire, nous avons analysé les composants de la télévision.

Avec cette analyse, nous avons pu dresser la liste suivante :

Cette télévision LCD génère des pertes :
– au niveau du rétro-éclairage. Celui-ci est assuré par des tubes CCFL, qui n’ont qu’un rendement énergétique de 20%. Le reste de l’énergie est perdu en chaleur.
– au niveau de la carte d’alimentation. La présence d’un dissipateur thermique nous indique une importante production d’énergie thermique inutile au système et qui est dissipée et donc perdue.
– On constate également des pertes au niveau de l’écran LCD, bien qu’elles soient minimes par rapport aux deux sources de pertes précédentes.

La voiture électrique

L’aspect énergétique de la voiture

La voiture électrique à l’avantage d’utiliser une énergie non polluante mais elle a l’inconvénient d’être moins puissante qu’une voiture à moteur diesel ou essence. En effet, ses caractéristiques le confirment :

-puissance maximale : 24 KW ( puissance absorbée )

-poids : 800 Kg

-vitesse maximale : 100 Km/h

-émission de CO2 : 0 g/Km

Le rendement énergétique d’une voiture électrique est beaucoup plus avantageux que celui d’une voiture à essence ou diesel :

-rendements voiture essence et diesel en usage mixe (ville route, cycle NEDC) représentent 15,5% et 19,1% et leurs consommations correspondantes sont de 8,4 litres d’essence et 6,4 litres de gazole au cent.

-rendement voiture électrique en usage mixte représente environ 0,72 hors chauffage à raison de 150 Wh/Kg et si nous nous contentons de 300 Kg de batterie pour ne pas pénaliser la consommation entraînée par la sur masse de batteries.

Le rechargement de la voiture électrique se fait sur des bornes près des stationnements publics :

 

Voiture électrique Source: LP2I

Voiture électrique
Source:

 

Chaîne d'énergie de la voiture électrique Source: LP2I

Chaîne d’énergie de la voiture électrique
Source: LP2I

Modélisation de la chaîne d’énergie :

-Source d’énergie utilisée : Batterie en courant continu fournissant énergie électrique.

-Batterie : Lithium Phosphate de fer de 8 kWh (autonomie 80 km) ou 12 kWh (autonomie 130 km).

Composants chaîne d’énergie :

-Variateur de vitesse : Dispositif électronique destiné à commander la vitesse d’un moteur électrique. Sur la Mia, c’est un variateur de vitesse triphasé qui fait donc varier la fréquence.

-Poulie-courroie-engrenages : composants permettant de faire tourner les roues de la voiture appartenant à la fonction « transmettre » de la chaîne d’énergie.

Energie utile :

L’analyse de « l’énergie utile » nous permet d’identifier les « causes » qui entraînent une consommation d’énergie. Nous pouvons donc déterminer ces causes et ainsi réduire la puissance nécessaire et donc réduire la consommation énergétique des véhicules. L’énergie utiles se mesure e MJ (Méga Joules).

-S = surface projetée frontale = 2,542 m²

-Cx = coefficient d’efficacité aérodynamique = 0,32

-m = masse de référence* = masse à vide 750 kg

-(plein à 90% compris) + 100 kg de charge = 850 kg

-Cr = coefficient de résistance au roulement = 0,012

 

-Eu (cycle) = S.Cx.19,2 + Cr.m.0,82 + m.0,011

                  = 2,542m².0,32.19,2 + 0,012.750kg.0,82 + 750kg.0,011

                  = 15,6 MJ + 7,38 MJ + 8,25 MJ = 31,23 MJ au cent

 

Puissance: P = Pu ( Puissance utile ).

Matériaux voiture électrique :

-Châssis : acier

châssis

châssis
source: LP2I

-Carrosserie : plastique

Carrosserie

Carrosserie
Source: LP2I

-Coulissants de portes : acier

Coulissants

Coulissants
Source: LP2I

-Moteur électrique : aluminium