Tᵉ Bac AP•MG1 — Construction d'un raisonnement scientifique autour des questions du monde actuel•Chapitre 1

Mécanique des outils paysagers — puissance et énergie

Comparer la puissance des outils thermiques et électriques, calculer une énergie consommée, justifier un choix d'équipement (autonomie, coût, impact carbone).

Durée

5 séances de 55 min

Objectifs

5 compétences visées

Référentiel

MG1 — Capacité C1.1 — Bac Pro tronc commun (2024)

Compétences visées

→Calculer P = U·I pour un appareil électrique
→Calculer une énergie E = P·t en Wh et en J
→Comparer thermique vs électrique sur autonomie / coût / CO₂
→Convertir entre kWh, MJ et équivalent essence
→Justifier un choix d'outil selon le contexte (parc public, chantier)

01Puissance et énergie d'un outil électrique

P = U \times I

P en W ; U en V ; I en A

E = P \times t

E en J si t en s ; E en kWh si t en h et P en kW

Exemple

Une tondeuse 230 V absorbant 8 A. P = 230 × 8 = 1 840Réponse : 1 840 W ≈ 1,84 kW. Pour 1 h : E = 1,84kWh. Réponse : 1,84 kWh.

02Comparaison thermique vs électrique

Critère	Thermique	Électrique sur batterie
Puissance	2–4 kW typiques	1–3 kW selon batterie
Autonomie	~ 30 min – 2 h (plein)	30–60 minselon batterie. Réponse : 30–60 min
Bruit	80–95 dB	70–80 dB
Émissions de CO₂	~ 2,3 kg CO₂/L essence	~ 0,05kg CO₂/kWh. Réponse : ~ 0,05 kg CO₂/kWh (mix élec FR)
Coût d'usage horaire (ordre de grandeur)	~ 2 €/h (essence)	~ 0,4 €/h

QCM

Pour un parc municipal de petite taille, intervention quotidienne par un agent : quel équipement privilégier ?

Saisie libre

Un débroussailleuse thermique de 1,5 kW consomme 0,8 L d'essence par heure. Quelle est l'énergie chimique consommée si 1 L d'essence ≈ 32 MJ ? (en MJ par heure)

Exercices

Exercice 1— Bilan énergétique annuel

Ouvrir

Une entreprise paysagère utilise une tondeuse thermique 3 h/jour, 200 jours/an, consommant 1,2 L/h d'essence. 1) Volume annuel d'essence. 2) Émissions de CO₂ (2,3 kg/L). 3) Si remplacée par une électrique (3 kW, alimentation secteur), coût annuel à 0,21 €/kWh ?

✓ Correction

1) V = 3 × 200 × 1,2 = 720 L. 2) CO₂ = 720 × 2,3 = 1 656 kg CO₂. 3) E = 3 × 3 × 200 = 1 800 kWh → coût = 1 800 × 0,21 = 378 € (contre ~ 1 296 € en essence à 1,80 €/L).

Exercice 2— Dimensionnement d'un panneau solaire

Ouvrir

Pour recharger une batterie de tondeuse (capacité 1,5 kWh) à l'aide d'un panneau solaire (puissance crête 400 W, production moyenne 4 h/jour à 60 % du pic). 1) Énergie quotidienne produite. 2) Combien de jours pour recharger ?

✓ Correction

1) E_jour = 0,4 × 4 × 0,6 = 0,96 kWh/jour. 2) 1,5 / 0,96 ≈ 1,6 jour → environ 2 jours d'ensoleillement.