Un kWh, c’est quoi ? Définition, conversion, prix…

Qu’est-ce qu’un kWh (kiloWatt-heure) ? Quelle est la définition de cette unité, ou son prix ? Comment la convertir ? Voici tout ce qu’il y a à savoir sur le kWh.

Quand on parle d’énergies, on voit des kWh (ou kiloWatt-heure) partout : sur nos factures, dans les bilans énergétiques nationaux, dans les média… et même dans le nom des fournisseurs d’énergie les plus sympathiques (en toute objectivité, bien sûr).

Mais savez-vous vraiment ce que représente cette unité de mesure ? Comment la mesurer ? Comment la convertir ? Quelle est la différence avec un kiloWatt (kW) ou un kiloJoule (kJ) ? Comment convertir des kWh selon les échelles de grandeur ? Comment une même unité peut-elle être utilisée à la fois pour l’électricité et le gaz ? Comment est calculé le prix du kWh, et selon quels critères varie-t-il ? Autant de questions dont les réponses vous permettront de regarder votre facture d’énergie avec un œil plus éclairé, et peut-être d’en tirer quelques conclusions sur vos pratiques en matière de consommation.

Définition du kWh ou kiloWatt-heure

Le kWh est une unité de mesure de l’énergie, égale à l’énergie que consomme ou que produit un équipement ou un générateur d’une puissance de 1 kW (1000 Watts) pendant une heure.

Dans le Système international d’unités (SI), l’unité de base de mesure de l’énergie est le JoulJoule (J). Le problème du Joule, c’est qu’il correspond à une très petite quantité d’énergie. Aussi, pour des domaines d’application comme les énergies thermique et électrique, on utilise plutôt le Wh (Watt-heure) et ses multiples tels que le kWh pour éviter des chiffres trop importants. Voici quelques équivalences pour bien fixer les choses :

  • Un kWh = 3,6 MJ ou mégaJoules (3,6 millions de Joules).
  • Une ampoule LED de 10 W allumée 4 heures par jour consomme une énergie de 1,2 kWh en un mois (10 Watts × 4 heures × 30 jours = 1 200 Watts-heure), soit 4,32 MJ.
  • Un moteur électrique d’une puissance de 30 W fonctionnant en permanence, par exemple celui d’une VMC, consomme 262,8 kWh par an (30 W × 24 h × 365 j = 262 800 Wh), soit 946,08 MJ.

À noter que s’il est facile de calculer, sur une période d’utilisation donnée, la consommation d’un appareil électrique à puissance constante, il n’en va pas de même pour les équipements à thermostat qui fonctionnent par intermittence (par exemple un radiateur électrique) ou dont la puissance délivrée varie selon le cycle d’utilisation (lave-linge, lave-vaisselle…). Le recours aux outils actuels, tel l’enregistrement/consultation de la consommation par tranches d’une demi-heure des compteurs dits intelligents, permet en partie de lever cet obstacle. C’est d’ailleurs l’un des objectifs des compteurs intelligents Linky (pour l’électricité) et Gazpar (pour le gaz) !

kW ou kWh ? Énergie et puissance, deux notions complémentaires

Mais alors, quelle différence entre un kWh et un kW ? En fait, il s’agit de deux unités très liées et qui mesurent deux réalités physiques différentes : l’énergie et la puissance. Si la puissance et l’énergie sont étroitement liées, à l’image des deux faces d’une même médaille, il ne faut cependant pas les confondre :

  • La puissance exprime une quantité d’énergie délivrée dans une unité de temps donnée. Il s’agit d’un débit, au même titre que ceux de l’eau ou de l’air mesurés par les dispositifs adéquats. L’unité de base de mesure de la puissance est le Watt (W). Un kW (kiloWatt) équivaut donc à 1 000 W et correspond à un kiloJoule par seconde (kJ/s).
  • L’énergie résulte de la puissance d’un générateur ou d’un équipement consommateur multipliée par sa durée de fonctionnement. Nous avons vu qu’elle s’exprime en Joules (J) ou en Watts-heure et ses multiples. Le kWh et le kJ sont donc tous les deux des unités de mesure de l’énergie (1 kWh = 3600 kJ).

Pour comprendre la relation entre les deux notions : un groupe électrogène d’une puissance de 5 kW fonctionnant en continu pendant 3 heures produit une énergie totale de 1 500 kWh (5 kW × 3 h), soit 5 400 000 kJ. Pas si compliqué que ça, pas vrai ?

Wh, kWh, MWh, GWh… Échelles de grandeur et conversion des unités d’énergie

Nous l’avons dit, le Watt-heure et ses multiples sont d’usage dans les domaines de l’énergie électrique et thermique, alors que le Joule et ses multiples sont utilisés pour des quantités d’énergie de plus faible ampleur. Selon les échelles de grandeur (consommation domestique, industrie, production d’énergie), les unités usuelles sont :

  • le Watt-heure (1 Wh = 3,6 kJ)
  • le kiloWatt-heure (1 kWh = 1 000 Wh = 3,6 mégaJoules),
  • le mégaWatt-heure (1 MWh = 1 000 kWh = 3,6 gigaJoules),
  • le gigaWatt-heure (1 GWh = 1 000 MWh = 3,6 téraJoules),
  • le téraWatt-heure (1 TWh = 1 000 GWh = 3 600 téraJoules ou 3,6 pétaJoules).

On utilise souvent les TWh pour exprimer la production ou la consommation d’un pays. Par exemple, en 2018, la France a produit 548,6 TWh d’électricité. Eh oui, ce n’est pas anodin !

Le cas spécifique de la facturation du gaz naturel

Le kWh est également utilisé sur vos factures de gaz. La même unité pour le gaz et pour l’électricité ? Bien sûr, dans les deux cas c’est une énergie que nous consommons. D’ailleurs quelle que soit l’origine de l’énergie elle peut se mesurer en kWh (ou en kJ d’ailleurs, pour ceux qui suivent). Que vous fassiez bouillir votre eau avec une plaque électrique ou une gazinière, ou un feu de bois elle finit par bouillir non ? Il s’agit dans chaque cas d’énergie transmise à l’eau et donc mesurable en kWh.

Et comme ce qu’on vous vend, c’est de l’énergie, le gaz vous est facturé sur la base d’une consommation en kWh, comme l’électricité. Pour cela, le nombre de m³ mesuré par votre compteur est converti en équivalent kWh via un coefficient de conversion qui dépend de plusieurs facteurs liés aux caractéristiques physiques du gaz et au contexte, notamment :

  • la composition (variable et principalement déterminée par l’origine du gaz),
  • l’altitude du lieu de consommation,
  • la pression de distribution.

Ce qui veut dire que la quantité d’énergie contenue dans un m3 de gaz n’est pas toujours la même. Vous l’avez peut-être remarqué en allant en vacances. Sur place, parfois, l’eau bout moins vite que chez vous, c’est que le même volume de gaz contient moins d’énergie. En fonction de ces critères, en usage domestique, un m³ de gaz naturel consommé correspond à une énergie facturée de 10 à 15 kWh. Facile !

Le coût du kWh : tarification et fluctuations

Reste à savoir comment est calculé le prix du kWh sur vos factures. Quel que soit votre fournisseur et la catégorie de votre contrat, le prix du kWh consommé est à distinguer de celui de l’abonnement, des taxes et autres frais fixes et proportionnels liés à la fourniture d’énergie. Il peut s’infléchir selon le type d’abonnement (plages horaires et autres variables).

En France, le consommateur a le choix entre deux options :

  • le tarif réglementé, fixé par l’État ;
  • les prix des offres de marché, répondant aux critères de la libre concurrence.

Dans tous les cas, le prix du kWh déterminé par les pouvoirs publics et son évolution sont basés sur de nombreux facteurs liés au prix des marchés de gros de l’énergie, aux coûts de production du parc nucléaire (pour l’électricité) et aux coût de transport et d’acheminement. Le prix est aussi décomposé en différentes catégories de consommateurs : usage domestique individuel ou collectif, professionnel, industriel, public, institutionnel.

Toutes ces informations, vous pouvez les retrouver sur le site du Médiateur de l’Énergie met à disposition de tous des outils et comparateurs pour connaître le prix du kWh électrique ou gaz et ses évolutions.

Le kWh chez ekWateur !

Cela ne vous aura pas échappé, chez ekWateur, nous maîtrisons bien les kWh. Mais ce n’est pas tout ! En tant que fournisseur d’énergie verte, nous nous engageons à une totale transparence quant à la source de ces kWh et à l’évolution de leurs coûts, qu’il s’agisse de nos offres d’électricité 100% renouvelable ou de gaz partiellement ou intégralement biométhane.

C’est en effet ainsi que nous concevons notre rôle de fournisseur alternatif et écologique, intégrant une information sans la moindre zone d’ombre de tous les membres de la communauté ekWateur et de ceux qui souhaitent la rejoindre.

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