Conversion de Calories en Wattheures

Informations sur le Calorie (cal)

La calorie est une unité d’énergie valant 4,184 joules. Son symbole est cal. Elle fut d’abord définie comme la chaleur nécessaire pour élever d’un degré Celsius la température d’un gramme d’eau, et ce n’est pas une unité du SI, bien qu’elle survive presque partout où l’on parle d’aliments et de chaleur.

La définition d’origine était malcommode, car la réponse dépend de la température de départ. L’eau demande un peu plus de chaleur pour passer de 14,5 à 15,5 degrés que de 19,5 à 20,5, si bien que plusieurs calories concurrentes ont existé : la calorie à quinze degrés, la calorie moyenne et la calorie des tables internationales de la vapeur, entre autres. La calorie thermochimique employée aujourd’hui se définit simplement comme valant exactement 4,184 joules, ce qui coupe tout lien avec l’eau et met fin à l’ambiguïté.

La confusion la plus grande porte sur l’échelle. La calorie imprimée sur les emballages alimentaires aux États-Unis n’est pas du tout cette unité mais la kilocalorie, mille fois plus grande, parfois distinguée par un C majuscule. Un biscuit annoncé à soixante calories en contient en réalité soixante mille de l’unité décrite ici. La convention est ancrée et ne changera vraisemblablement pas : les chiffres nutritionnels et les chiffres physiques se lisent donc dans des registres différents.

La chimie a gardé la calorie longtemps après que la physique fut passée à autre chose. Les enthalpies de réaction, les énergies de liaison et les chaleurs de formation ont été tabulées en kilocalories par mole pendant l’essentiel du XXe siècle, et la littérature ancienne comme certains manuels américains actuels le font encore. Le chiffre SI équivalent en kilojoules par mole est plus grand d’un facteur 4,184, et se tromper sur celui qui est employé produit des erreurs d’allure vraisemblable.

La science de la nutrition l’emploie parce que le bilan énergétique humain se trouve, par chance, à une échelle commode en kilocalories, avec un besoin quotidien d’environ deux mille. En joules, le même chiffre avoisine huit millions et demi, ce qui est exact mais plus difficile à manier mentalement.

La climatisation et la réfrigération de certains pays cotent encore leur puissance en kilocalories par heure, et les pouvoirs calorifiques des combustibles figurent en calories par gramme dans les anciennes tables techniques.

Une calorie équivaut exactement à 4,184 joules, à 0,001 kilocalorie ou à environ 0,00116 wattheure.

Informations sur le Wattheure (Wh)

Le wattheure est une unité d’énergie valant l’énergie délivrée par un watt de puissance pendant une heure, soit exactement 3600 joules. Son symbole est Wh. C’est la petite monnaie du kilowattheure, employée partout où les quantités d’énergie sont trop modestes pour s’énoncer en milliers.

Les batteries sont son principal territoire. La capacité d’un ordinateur portable, d’un téléphone, d’un outil électrique ou d’une enceinte nomade s’indique en wattheures, et c’est ce chiffre qui compte pour comparer des appareils, parce qu’il combine les deux nombres généralement imprimés sur un élément. Une batterie annoncée à 3000 milliampères-heures sous 3,7 volts stocke environ 11 wattheures, et le chiffre en ampères-heures seul n’a aucun sens sans la tension.

La réglementation aérienne a rendu l’unité publique de façon inattendue. Les batteries au lithium de plus de 100 wattheures ne peuvent être emportées en bagage de cabine sans accord de la compagnie, et au-delà de 160 wattheures elles sont totalement interdites à bord des avions de passagers. C’est pourquoi les batteries d’ordinateurs et d’appareils photo portent le chiffre imprimé, et pourquoi les batteries externes sont conçues pour rester juste sous le seuil.

La production d’énergie à petite échelle l’emploie aussi. Un panneau solaire de lampe de jardin, un capteur récupérateur d’énergie ou une dynamo de bicyclette produisent des wattheures par jour et non des kilowattheures, et l’électronique à faible consommation prévue pour fonctionner des années sur une seule pile se budgète en milliwattheures.

L’unité partage la critique adressée au kilowattheure : elle associe une unité cohérente de puissance du SI à une unité de temps étrangère au SI. En termes strictement SI, l’expression correcte est 3600 joules, soit 3,6 kilojoules, et l’écriture scientifique emploie le joule. Partout ailleurs, le lien pratique avec la puissance de l’appareil l’emporte.

Les systèmes de stockage d’énergie, de la batterie domestique à l’installation de réseau, montent en gamme par les kilowattheures et les mégawattheures depuis le même point de départ, si bien que toute la famille partage une seule arithmétique.

Une confusion fréquente mérite d’être levée ici. Les cellules de batterie sont d’ordinaire étiquetées en ampères-heures ou milliampères-heures, qui mesurent une charge et non une énergie, et deux cellules de même valeur en ampères-heures stockent des quantités bien différentes si leurs tensions diffèrent. Multiplier les ampères-heures par la tension nominale donne des wattheures : une cellule de téléphone de 3000 milliampères-heures sous 3,85 volts renferme environ 11,6 wattheures. Voilà pourquoi les comparaisons de capacité entre appareils n’ont de sens qu’en wattheures, pourquoi les compagnies aériennes fixent leurs limites en wattheures, et pourquoi une batterie externe annoncée en milliampères-heures peut livrer moins que son chiffre une fois comptées ses propres pertes de conversion.

Un wattheure équivaut à 3600 joules, à 0,001 kilowattheure ou à environ 0,86 kilocalorie.