Watt
Unité SI dérivée · grandeur : puissance, flux d’énergie
01 · Définition
La puissance à laquelle un joule d’énergie est dépensé par seconde. Non pas une quantité mais un rythme : le watt répond à « à quelle vitesse », non à « combien ».
La différence entre le watt et le wattheure est la confusion la plus répandue de l’énergie domestique. Une bouilloire de deux mille watts ne « contient » pas d’énergie, elle en dépense à une certaine vitesse ; combien a été dépensé, c’est le compteur qui le dira en kilowattheures. Le même travail peut se faire vite à grande puissance ou lentement à petite : un litre d’eau est porté à ébullition par la bouilloire en trois minutes et par un faible thermoplongeur en une demi-heure, et l’énergie dépensée est la même. D’où la règle : la puissance décide de la durée, l’énergie décide de la facture.
La puissance d’un appareil dit à quelle vitesse l’énergie coule ; le compteur compte combien il en est arrivé. Voilà pourquoi une lampe à diodes de huit watts et une lampe à incandescence de soixante éclairent pareil mais donnent au mois des chiffres différents sur la facture. Pour la même raison on indique la capacité d’une batterie en wattheures et non en watts : la batterie garde une quantité et la restitue au rythme que la charge lui demande.
02 · Conversion
Watts, chevaux, calories par heure
Il y a deux chevaux : le métrique de sept cent trente-cinq watts et demi et le britannique de sept cent quarante-six. L’écart est d’environ un et demi pour cent, et dans les fiches d’automobiles il se voit.
James Watt tira le cheval-vapeur de l’observation des chevaux d’une brasserie : il admit qu’un cheval lève trente-trois mille livres d’un pied en une minute, et vendit ses machines à vapeur en les comparant à ce nombre. La mesure se révéla généreuse — un vrai cheval ne tient pas cela longtemps. Le cheval métrique parut plus tard comme soixante-quinze kilogrammètres par seconde et ne coïncide pas avec le britannique.
| Unité | Nom | Valeur | Où on le rencontre |
|---|---|---|---|
| W | watt, unité SI | 1 | usage domestique et scientifique |
| kW | kilowatt | 0,001 | moteurs, chauffage |
| MW | mégawatt | 1·10⁻⁶ | industrie, centrales |
| GW | gigawatt | 1·10⁻⁹ | tranches, réseaux électriques |
| mW | milliwatt | 1000 | électronique, lasers |
| J/s | joule par seconde | 1 | la même chose que le watt |
| ch | cheval métrique | 0,0014 | cartes grises en Europe |
| hp | cheval britannique | 0,0013 | technique anglophone |
| kcal/h | kilocalorie par heure | 0,8598 | puissance thermique des chaudières |
| BTU/h | unité thermique britannique par heure | 3,41 | climatiseurs et radiateurs |
| kgf·m/s | kilogrammètre par seconde | 0,102 | anciens calculs mécaniques |
| erg/s | erg par seconde, système CGS | 1·10⁷ | astrophysique, luminosités |
Le joule par seconde et le watt sont une seule et même chose. Le courant est calculé pour une charge résistive à facteur de puissance égal à un ; pour les moteurs et les alimentations à découpage il sera plus élevé
03 · Ordres de grandeur
de la montre-bracelet à la luminosité du SoleilUn watt — un chargeur laissé en veille
04 · Instruments de mesure
Avec quoi on mesure la puissance
L’appareil électrodynamique multiplie mécaniquement le courant par la tension : une bobine est insérée dans la coupure du circuit, l’autre en parallèle sur la charge. L’aiguille indique aussitôt la puissance active et tient compte du déphasage sans aucune correction.
On charge le moteur d’un frein, on mesure le couple à l’arbre et la vitesse de rotation, on multiplie — et l’on obtient la puissance. C’est ainsi que naissent les chiffres de la carte grise ; sur un banc à rouleaux s’ajoutent les pertes de la transmission, et le résultat tombe au-dessous de la valeur d’usine.
Une thermopile à surface noircie absorbe le faisceau en entier et délivre une tension proportionnelle au flux de chaleur. La plage va des milliwatts d’un laser de laboratoire aux kilowatts de la découpe industrielle.
Sous une coupole de verre, une pile thermoélectrique compare l’échauffement d’une plage noire et d’une plage blanche et donne la densité de flux en watts par mètre carré. Par midi clair l’appareil indique environ mille — et c’est là la limite de tout panneau solaire placé dessous.
05 · Règles d’écriture
W majuscule, sans point
Le symbole vient d’un nom propre, il est donc majuscule, tandis que le nom dans le texte s’écrit en minuscule : le watt, mais W. Le préfixe kilo prend une minuscule, méga et giga des majuscules. Le symbole russe est Вт.
Le troisième exemple confond la puissance avec l’énergie : on consomme des kilowattheures, alors qu’un kilowatt est une vitesse de consommation. Le wattheure s’écrit avec un point de multiplication et une espace après le nombre. Les chevaux ne sont pas recommandés dans la documentation technique mais subsistent sur la carte grise : dans bien des pays la taxe se calcule d’après eux, et les deux chiffres y figurent.
06 · Unités voisines
Le joule divisé par la seconde donne le watt ; le watt multiplié par une heure redonne l’énergie. Le voltampère a la même dimension mais désigne une autre grandeur.
Dans les fiches voisines de Simetrium : joule comme énergie, et kilowattheure comme son unité domestique, voltampère et var pour la puissance du courant alternatif, cheval-vapeur pour la technique, et lumen — le flux lumineux, qu’on confond souvent avec la puissance électrique d’une lampe.
07 · Section historique
Comment on apprit à comparer la machine au cheval
James Watt devait expliquer aux acheteurs combien de chevaux sa machine remplacerait. Il mesura le travail des chevaux au manège et fixa le cheval-vapeur à trente-trois mille pieds-livres par minute, avec une marge en faveur de l’acheteur.
L’Europe continentale traduisit la même idée dans ses propres unités : soixante-quinze kilogrammètres par seconde. Le nombre changea, le nom resta, et depuis lors deux chevaux coexistent dans les fiches de moteurs.
Le Congrès international des électriciens consacra le watt pour la puissance électrique en le nommant d’après Watt. Ainsi l’inventeur de la machine à vapeur donna son nom à l’unité qui mesure les ampoules et les transformateurs.
Pendant des décennies l’acheteur choisissait sa lampe d’après les watts, habitué à ce que soixante veuille dire une luminosité familière. Avec les diodes le lien s’est défait : la même lumière vient de huit watts, et il a fallu imprimer des lumens sur l’emballage.
Le watt est devenu l’unité par laquelle le kilogramme est défini
La puissance passa longtemps pour une grandeur purement appliquée, jusqu’à se retrouver au fondement de la métrologie de la masse. La balance du watt, imaginée par Bryan Kibble en soixante-quinze, équilibre le poids d’une masse par la force exercée sur une bobine dans un champ magnétique et, en deux régimes de mesure, compare la puissance mécanique à la puissance électrique. Cette dernière s’exprime au moyen des effets quantiques de Josephson et de Hall, c’est-à-dire par la constante de Planck. Après la révision du système en deux mille dix-neuf, la constante fut fixée par un nombre et la balance se mit à fonctionner en sens inverse : elle ne mesure plus le kilogramme, elle le réalise. L’appareil a été rebaptisé balance de Kibble, mais le principe est resté le même — l’égalité de deux puissances, mécanique et électrique, exprimées dans les mêmes watts.
Catalogue · unités de mesure
Une fiche pour chaque grandeur
Sept unités de base du SI, vingt-deux unités dérivées portant un nom propre et les unités hors système dont ni la technique ni la vie quotidienne ne se passent. Chacune a sa feuille : définition, conversion, instruments, règles d’écriture. En 14 langues.
Unités SI dérivées portant un nom propre
fiche du watt ouverteUnités de base du SI
en terre cuite — le kilogramme, le mètre et la seconde, dont le watt est composéUnités hors SI
en terre cuite — unités de puissance et d’énergieLangue de la fiche
14 langues. Le symbole W est international, mais la mesure habituelle de la puissance d’un moteur diffère : chevaux métriques en Europe, britanniques aux États-Unis, kilowatts dans les papiers.