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Chaque mois de décembre, notre école s'orne d'une immense étoile filante lumineuse qui nous rappelle que les fêtes de fin d'année approchent. En phase avec le nouveau thème qui nous intéresse dans le cadre de enerschool, soit la consommation électrique dans le collège Sainte-Croix et les potentielles économies, nous nous somme posé la question de la consommation de cette étoile lumineuse. Vous vous rendrez compte que l'ont peut faire de grandes économies d'énergie en utilisant les technologies d'éclairage modernes. Toutefois, il faut relativiser la consommation de cette décoration qui ne s'illumine finalement que durant une période de 3 à 4 semaines.
La première des questions qu'on a dû se poser est : Quelle est la puissance électrique de l'étoile sous sa forme actuelle? Nous avons compter le nombre d'ampoules et avons supposé que la puissance de chaque ampoule était de 40 W. Nous optenons 135 ampoules à 40 W, soit une puissance totale de 5400 W.
Actuellement, l'étoile est ornée d'ampoules à incandescence, soit une technologie énergivore, car seul 5% de l'énergie est transformé en rayons lumineux, le reste étant perdu en chaleur. Nous avons donc réfléchi à des solutions permettant de faire baisser la consommation de l'étoile.
Une des solution est de remplacer toutes les ampoules actuelles par des ampoules LED, une technologie plus efficiente. Jusqu'à il y a quelques années, on qualifiait le flux lumineux d'une ampoule par sa puissance électrique. On parlait d'ampoule de 40, 60 ou 100 Watts. Les LED consommant moins d'énergie, elles ont une puissance électrique plus basse pour le même flux lumineux. C'est pour ceci qu'on utilise les lumens [lm] pour mesurer l'éclairage d'une ampoule. Une ampoule à incandescence 40W produit environ 450 lm. Nous savons qu'il faut une LED d'une puissance de 6 à 9 W pour produire 450 lm. Pour notre étoile, nous admettrons qu'on utilise des ampoules LED 6 W qu'on a trouvé sur le site internet d'une grande chaîne de magasins suisse. Avec 135 ampoules LED consommant 6 W, l'étoile consommerait 810 W, soit plus de 6 fois moins qu'actuellement, et ceci en maintenant le même flux lumineux.
Mais il existe une solution encore meilleure. On pourrait retirer toutes les ampoules et les remplacer par une guirlande lumineuse LED qu'on fixerait sur la structure. Ces guirlandes sont composées d'une multitude de petite LED qui consomme chacune entre 0.1 et 0.05 W. Les LED à basse puissance sont plus efficientes que les autres LED. On peut trouver sur le marché des guirlandes avec entre 60 et 120 LED par mètre, et une puissance de 5 W par mètre produisant 700 lm. Il existe aussi des guirlandes plus puissante mais nous allons utiliser ces données car ce sont les guirlandes les plus courantes. On sait que l'étoile est longue d'environ 5 mètres. Si on observe bien l'image, on peut déduire qu'on aura besoin d'environ 3 fois et demi cette longueur pour pouvoir illuminer toute la structure. Il nous faut donc 17.5 mètres de guirlande consommant 5 W par mètre. Dans ce cas, l'étoile consommerait 87.5 W, soit 9 fois moins qu'avec des ampoules LED, et 60 fois moins qu'actuellement! Il faut cependant relever que dans ce cas le flux lumineux ne serait pas maintenu à son niveau actuel (12'250 lm contre 60'750 lm avec les ampoules LED ou à incandescence). On pourrait bien sûr prendre des guirlandes plus puissantes, mais l'important d'une décoration de Noël est d'être vue, et non d'éclairer. La solution des guirlandes LED serait donc très satisfaisante.
En résumé, notre étoile actuellement a une consommation instantanée de 5400 W, elle en consommerait 810 avec des ampoules LED, et seulement 87,5 avec des guirlandes LED, mais cette fois-ci avec un flux lumineux plus faible. Cet exemple nous démontre que certaines décorations sont très énergivores, mais qu'il n'est parfois pas si compliqué d'en faire baisser la consommation électrique. De plus, les décorations de Noël consomment de l'électricité à une période de l'années où les besoins en électricité augmentent à cause du froid hivernal. Il est donc intéressant de faire baisser la consommation des ces installations.
Partant de l'hypothèse que notre étoile est allumée 8 heures par jour pendant un mois, c'est à dire 240 heures.
Avec une puissance de 5,4 kW pendant 240 heures, soit environ 1300 kWh. Au prix de 20 ct. le kWh, le coût se monte à 260 CHF.
Avec une puissance de 0.81 kW pendant 240 heures, soit environ 200 kWh. Au prix de 20 ct. le kWh, le coût se monte à 40 CHF.
Avec une puissance de 0.0875 kW pendant 240 heures, soit environ 21 kWh. Au prix de 20 ct. le kWh, le coût se monte à 4 CHF.
En conclusion, les économies d'électricité devraient pouvoir financier en peu de temps le changement de type d'éclairage. Et si les leds durent autant que ce qui est promis, cette action sera ultra profitable !