Dans un récipient d’eau se tient une bombe d’acier scellée, et à l’intérieur, de temps à autre, un échantillon s’embrase : un halo orangé se répand autour de lui, et des bulles de tailles diverses montent dans l’eau depuis le fond, chacune à son rythme. La surface de l’eau respire, la colonne du thermomètre à droite monte après l’éclair et atteint le repère jaune, et le long de l’échelle en bas le curseur de lecture court d’un bord à l’autre.
Fiche de l’unité
Hors SI · conservée pour la nutrition fiche 1/1 · rév. 2026-09Calorie cal · kcal
Unité hors SI · grandeur : énergie · exactement 4,184 joules
L’unité que nous mangeons
Le nombre sur un paquet de biscuits ressemble au résultat d’une mesure, mais aucune mesure n’a eu lieu. Personne n’a brûlé ces biscuits dans un calorimètre : on a pris la teneur en protéines, lipides et glucides, multiplié par quatre, neuf et quatre, additionné — et imprimé. Les coefficients ont été choisis par le chimiste américain Wilbur Atwater à la fin du dix-neuvième siècle, en comparant l’énergie des aliments libérée par le feu et celle qui reste à l’homme une fois que la digestion et les reins ont pris leur part.
L’écart entre ces deux nombres n’a rien d’un détail. Le blanc d’œuf sec donne dans une bombe d’acier environ cinq virgule sept kilocalories par gramme, alors que l’organisme en reçoit à peu près quatre, parce que l’azote part avec l’urée sans avoir brûlé jusqu’au bout. Les fibres brûlent dans la bombe aussi bien que le sucre, mais dans l’intestin elles sont à peine assimilées pour moitié, et encore par d’autres forces — le travail des bactéries —, c’est pourquoi les règles européennes ne leur attribuent que deux kilocalories par gramme.
L’unité elle-même vient d’une époque où l’on tenait la chaleur pour une substance : la calorie désignait la quantité de « calorique » nécessaire pour chauffer un gramme d’eau d’un degré. On ne trouva jamais la substance, la théorie s’effondra, mais l’unité survécut, car elle s’avéra une mesure commode dans les expériences avec l’eau, et on finit par la définir simplement comme un nombre de joules — quatre virgule cent quatre-vingt-quatre, sans plus aucune mention de l’eau.
La minuscule cal est la petite calorie, tandis que la majuscule Cal, dans les livres américains de nutrition, désigne la kilocalorie, exactement mille fois plus, si bien que la même lettre diffère de trois ordres de grandeur d’une édition à l’autre. Dans un texte technique, le plus sûr est d’écrire kcal, sans point, et de réserver « valeur calorique » à une propriété de l’aliment, non au nom de l’unité.
Il existe plusieurs calories, et elles ne sont pas égales : la thermochimique vaut exactement quatre virgule cent quatre-vingt-quatre joules, l’internationale quatre virgule dix-huit cent soixante-huit, et la calorie à quinze degrés est définie par une véritable expérience avec l’eau. De plus, le nombre de l’étiquette n’est pas obtenu au calorimètre mais par calcul, et l’unité elle-même a depuis longtemps été supplantée par le joule partout, sauf en cuisine.
01 · Définition
un gramme d’eau par degré · la bombe · corrections d’AtwaterHistoriquement, la calorie est la quantité de chaleur qui élève d’un degré Celsius un gramme d’eau, et cette définition s’est révélée fragile, car la capacité thermique de l’eau dépend elle-même de la température. D’où plusieurs calories à la fois : celle à quinze degrés, comptée sur l’intervalle entre quatorze et demi et quinze et demi, la calorie internationale des tables de vapeur, et la thermochimique, qu’on a fini par égaler simplement à quatre virgule cent quatre-vingt-quatre joules.
Cette définition est définitive, et l’expérience avec l’eau n’est plus qu’un rappel de l’origine. Elle reste commode, car la relation simple a survécu : une kilocalorie chauffe toujours un kilogramme d’eau d’environ un degré, si bien que tout chiffre alimentaire se traduit aisément en image — une canette de soda sucré versée dans une bouilloire porterait un litre d’eau presque à ébullition.
Avec la nourriture, c’est plus compliqué, car l’homme n’est pas un four. Dans une bombe d’acier sous trente atmosphères d’oxygène tout brûle sans résidu, alors que dans l’organisme une partie de l’énergie part non digérée, une partie est dépensée pour l’assimilation même et une partie quitte le corps avec les composés azotés. Atwater a mesuré ces pertes sur des personnes dans une chambre respiratoire et en a tiré des coefficients qui n’ont presque pas changé depuis : quatre kilocalories par gramme de protéines, neuf par gramme de lipides, quatre par gramme de glucides, sept par gramme d’éthanol.
Plus tard, on s’aperçut que même ces nombres sont trop moyennés. Les amandes comptées d’après l’étiquette donnent environ six kilocalories par gramme, mais mesurées sur des personnes à peu près quatre virgule six, car la graisse est enfermée dans les parois cellulaires et une partie traverse sans être digérée ; pour les noix entières et les légumineuses, l’écart atteint un quart. L’unité n’y est pour rien — elle compte honnêtement les joules —, mais la manière de l’appliquer aux aliments reste une approximation dont l’emballage ne dit mot.
Pourquoi la bombe surestime toujours
À gauche, l’échantillon repose dans une bombe d’acier plongée dans l’eau : à l’éclair une flamme se répand autour de lui, l’eau bouillonne le long des parois, et la colonne du thermomètre grimpe exactement autant que le permet la chaleur libérée pour la quantité d’eau versée dans la chemise. À droite, la même chose est décomposée en deux colonnes : la chaleur de combustion totale et la part que les coefficients d’Atwater attribuent à l’homme, et pour les protéines et les noix l’écart saute aux yeux. Changez la masse de l’échantillon et la quantité d’eau : l’énergie ne dépend pas de l’eau, mais l’élévation de température, si, et c’est toute l’astuce de la mesure.
02 · Conversion
énergie · assiette · mouvementUne énergie en trois conversations
Le premier onglet répartit le nombre saisi entre les unités d’énergie. Le deuxième le traduit en nourriture : combien de grammes de lipides, de sucre ou de protéines cela représente et quelle part de la ration quotidienne. Le troisième répond à la question posée plus souvent que toutes les autres — combien faut-il bouger pour le dépenser.
Une règle à retenir : une kilocalorie fait un peu plus de quatre kilojoules, et un kilojoule environ un quart de kilocalorie.
Les lignes consacrées au mouvement sont calculées pour une personne de soixante-dix kilogrammes et ne valent que pour l’ordre de grandeur : la dépense dépend de la masse, de l’entraînement et de l’allure, et une partie de ce qui est mangé, le corps la dépense pour la digestion elle-même. La précision est ici illusoire, et arrondir ces nombres au dixième n’a aucun sens.
| Grandeur | Valeur | Remarque |
|---|---|---|
| {k} | {v} | {note} |
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04 · Instruments de mesure
calorimètre à glace · bombe · chambre · masqueQuatre façons de capter la chaleur
Un instrument dont la mesure était la glace
Lavoisier et Laplace placèrent une source de chaleur dans une cavité entourée de glace et, au lieu d’un thermomètre, pesèrent l’eau qui s’écoulait de l’enveloppe en fonte, puisque la fusion de chaque gramme de glace exige une chaleur rigoureusement déterminée. Dans cette machine, pendant l’hiver mille sept cent quatre-vingt-deux, ils gardèrent un cochon d’Inde pour savoir combien de chaleur dégage la respiration vivante, et obtinrent une valeur proche de la chaleur de combustion du charbon de bois — d’où la vision de la respiration comme une combustion lente.
Une bombe d’acier dans un seau d’eau
Un échantillon d’une fraction de gramme est allumé par un fil dans un récipient à parois épaisses rempli d’oxygène pur, et toute la chaleur dégagée passe dans l’eau environnante, dont on lit la température au millième de degré. L’appareil ne sait pas ce qu’on a brûlé — biscuit, charbon ou papier — et donne donc la chaleur de combustion totale, celle que l’homme ne reçoit jamais entièrement. La constante du calorimètre est déterminée à l’avance avec l’acide benzoïque, dont la chaleur de combustion sert de référence.
Une pièce qui mesure l’homme
Atwater construisit une chambre étanche dans laquelle un volontaire vivait des jours entiers, et il mesurait tout : ce qui était mangé, expiré, excrété, et la chaleur dégagée. C’est de ces expériences que sont sortis les coefficients quatre, neuf et quatre, et du même coup la première confirmation fiable que la loi de conservation de l’énergie vaut aussi chez l’homme. Les chambres actuelles font de même, mais comptent l’énergie non par la chaleur, mais par les échanges gazeux, car le rapport entre l’oxygène absorbé et le gaz carbonique expiré révèle ce que l’organisme brûle à cette minute.
Un bracelet qui ne mesure rien
Un bracelet de fitness ne voit ni oxygène ni chaleur ; il lit le pouls et les accélérations et les injecte dans une régression établie sur d’autres personnes, si bien que son nombre n’est pas une mesure mais une estimation dispersée de plusieurs dizaines de pour cent. Les comparaisons avec la chambre respiratoire montrent que ces appareils saisissent assez bien la fréquence cardiaque et mal la dépense énergétique, et l’erreur croît justement là où l’utilisateur est le plus intéressé : en effort de force et au repos. Mieux vaut s’en servir comme d’une balance qui montre une tendance, non comme d’un instrument.
05 · Règles d’écriture
cal et Cal · kcal · kJ côte à côteUne lettre qui vaut mille
Presque toutes les erreurs viennent ici de la confusion entre la petite calorie et la kilocalorie, et dans un texte sur la nutrition une telle coquille coûte trois ordres de grandeur.
La première et la quatrième ligne confondent la petite calorie et la kilocalorie, et promettent donc qu’une pomme chauffera cinquante-deux grammes d’eau d’un degré, alors qu’en réalité elle en chauffera cinquante-deux litres. La deuxième est ambiguë par sa graphie même, si bien que dans un texte scientifique mieux vaut ne pas employer du tout la majuscule Cal. La troisième lésine sur le facteur là où cela se voit : arrondir à quatre virgule deux ajoute un tiers de pour cent, et dans le bilan d’une grande étude un tel détail refait surface. La cinquième estropie un symbole qui s’écrit en minuscules et sans point, et la sixième réunit les deux maux à la fois, promettant à l’aliment le pouvoir calorifique du papier mouillé.
06 · Unités voisines
joule · kilowattheure · British thermal unitTous les voisins de la calorie sont la même énergie, seulement mesurée pour d’autres usages : le joule est sorti de la mécanique, le kilowattheure du compteur électrique, la British thermal unit du chauffage et la calorie de l’expérience avec l’eau. Entre eux il n’y a que des facteurs, et seules les habitudes d’une branche les distinguent.
L’unité du système par laquelle la calorie est désormais définie : le travail d’une force d’un newton sur un chemin d’un mètre, qui est aussi chaleur, qui est aussi l’énergie d’un électron dans un champ.
L’unité du compteur : elle contient autant d’énergie que trois repas copieux, et cette comparaison dégrise quiconque la fait pour la première fois.
Exactement la même idée que la calorie, mais avec une livre d’eau et un degré Fahrenheit ; elle vit dans les fiches techniques des climatiseurs et des chaudières.
Parmi les fiches de Simetrium, à côté se trouvent kilowattheure et cheval-vapeur : toutes deux sont nées non de la théorie mais du commerce — l’une pour la facture d’électricité, l’autre pour expliquer le rendement de la machine à vapeur —, et toutes deux, comme la calorie, ont survécu au système qui devait les remplacer.
07 · Section historique
archives · du calorique à l’étiquetteComment une substance disparue est restée sur l’emballage
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Pour les lipides l’écart est faible, pour les protéines il atteint un tiers, et les règles européennes attribuent aux fibres exactement la moitié de ce qu’elles donnent au feu.
Une unité sans étalon et sans prétention à la précision
La calorie n’a pas et ne peut avoir d’étalon, car dès l’origine elle n’est pas une grandeur autonome mais le joule à une autre échelle, et l’on ne peut vérifier que les instruments qui mesurent la chaleur. La bombe calorimétrique se vérifie avec l’acide benzoïque, la chambre respiratoire en brûlant à l’intérieur une quantité connue d’alcool, mais le nombre de l’emballage, personne ne le vérifie, car il est calculé et non mesuré.
D’où l’étrange statut de l’unité. En physique elle a été évincée pour de bon : les calculs thermiques se font en joules, et la calorie ne survit que dans de vieilles tables et dans la définition de la tonne de TNT, égale par convention à un milliard de calories exactement. En nutrition, en revanche, elle tient on ne peut plus solidement, car des nombres de l’ordre de quatre kilojoules paraissent étranges, tandis que l’ordre de grandeur des « deux mille par jour » s’est ancré dans l’usage aussi fermement que le degré Celsius.
Il faut seulement se souvenir que la précision de ces nombres n’est pas celle qu’on croit. La réglementation tolère un écart d’un cinquième entre la valeur énergétique réelle et déclarée, la composition varie d’un lot à l’autre, les coefficients d’Atwater sont moyennés sur tous les aliments à la fois, et l’assimilation dépend encore de ce que l’aliment soit broyé ou non et de ce qu’on mange avec lui. L’unité n’y est pour rien : elle compte honnêtement les joules, mais l’arithmétique qui l’applique reste une approximation, et en attendre un troisième chiffre revient à mesurer une taille à son ombre.
Catalogue des grandeurs
énergie, chaleur et métabolismeUnités de base du SI
en surbrillance le kilogramme, le mètre et la seconde — le joule en est faitCe qu’il y a dans l’assiette et ce que cela coûte en mouvement
toutes les colonnes sont calculées d’après la composition, non saisies| Portion | kcal | kJ | Part | Marche | Course |
|---|---|---|---|---|---|
| {name} | {kcal} | {kj} | {share} | {walk} | {run} |
Les deux dernières colonnes expliquent pourquoi le calcul « manger et éliminer » ne tombe presque jamais juste : on mange mille kilocalories en dix minutes, mais il faut plusieurs heures de mouvement pour les dépenser, si bien qu’alimentation et travail physique sont incomparables en vitesse, bien qu’on les mesure dans la même unité. De plus, au repos le corps dépense lui-même l’essentiel de l’énergie quotidienne, pour la respiration, la circulation et le maintien de la température, de sorte que le mouvement y ajoute moins qu’on ne le pense.