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Le saviez-vous ?

Avec deux mètres carrés de panneaux solaires, un vélo à assistance électrique peut faire chaque année le tour du monde

Bien qu’en Suisse le rayonnement solaire soit environ deux fois moins intense qu’au Sahara, un mètre carré de panneau solaire peut produire annuellement assez d’électricité pour parcourir 1000 km avec une petite voiture électrique, ou 20’000 km avec un vélo à assistance électrique – soit la moitié du tour de la Terre.

Photovoltaïque, thermique ou hybride

Les panneaux solaires producteurs d’électricité sont dits "photovoltaïques". Il ne faut pas les confondre avec les panneaux solaires "thermiques" qui servent à chauffer l’eau du robinet ou les bâtiments. Et la confusion est d’autant plus facile que le marché offre depuis peu des panneaux solaires "hybrides" qui cumulent les deux fonctions: des cellules photovoltaïques sont placées au-dessus d’un circuit récupérateur de chaleur qui sert à produire de l’eau chaude ou du chauffage. Le but est double: profiter de l’énergie solaire inutilisée et, du même coup, refroidir les cellules pour augmenter leur production d’électricité. En effet, la chaleur nuit au rendement de conversion de la lumière en électricité.

Construit comme une puce informatique

Les panneaux photovoltaïques sont composés de cellules en matériaux semi-conducteurs, à l’instar des puces informatiques. La plupart sont en silicium, l’élément le plus abondant après l’oxygène sur la croûte terrestre. Deux types de cellules sont surtout utilisées: "cristallines" et "à couches minces" (ou "à couches fines").
Les cellules cristallines sont plus coûteuses, mais aussi plus performantes. Elles transforment en courant entre 10 et 20% de l’énergie solaire reçue.
Les cellules à couches minces ont un rendement inférieur: entre 7 et 11%. Elles sont composées pour certaines d’autres matériaux que le silicium: tellure de cadmium, séléniure de cuivre et d’indium, séléniure de cuivre-indium-gallium... Comme c’est le cas pour le matériel électronique et les téléphones portables, ces alliages sont issus de "terres rares", des minerais peu répandus sur la Terre dont les prix sont à la hausse à cause de la forte demande du marché.

Un mètre carré =
une centaine de kWh par an

En Suisse, avec 1 m2 de panneau à cellules cristallines, on peut produire entre 140 et 170 kWh d’énergie électrique par an; avec des cellules à couches minces, entre 70 et 90 kWh. À titre de comparaison, un ménage de deux ou trois personnes consomme entre 3000 et 4000 kWh par an.

En hiver, bien que le rayonnement du soleil soit moins intense, les panneaux produisent tout de même une quantité appréciable de courant. La chaleur nuisant au rendement, l’idéal est un temps frais et bien ensoleillé. Les capteurs fonctionnent aussi lorsque le ciel est voilé, mais leur production baisse fortement en cas de forte couverture nuageuse, et elle tombe évidemment à zéro avec la nuit. Comme on a particulièrement besoin de courant en hiver et en soirée, le stockage de l’électricité solaire est un élément crucial du développement de cette énergie renouvelable. Il y a, en gros, deux cas de figure:

  • Installation autonome: l’électricité produite est uniquement destinée à la consommation du bâtiment qui accueille les panneaux solaires, comme c’est le cas, par exemple, pour un chalet de montagne isolé. Un boîtier électronique gère le stockage dans un (ou plusieurs) accumulateur, comparable à celui d’une batterie de voiture, à une tension de 12 ou 24 volts. On peut s’équiper d’appareils et d’éclairage fonctionnant avec du courant continu à basse tension, mais il est aussi possible d’utiliser un convertisseur 12-24V/230V pour alimenter des appareils conventionnels.
  • Installation raccordée au réseau électrique: il s’agit généralement d’une installation plus conséquente (plusieurs milliers de watts de puissance installée), qui injecte au moins une partie de son électricité dans le réseau d’une compagnie d’électricité. En plus des capteurs, elle comporte un coffret de raccordement et un dispositif de protection contre la foudre et la surcharge, ainsi qu’un onduleur qui transforme le courant continu produit par les cellules photovoltaïques en courant alternatif (comme celui des prises). Dans ce cas le stockage peut être réalisé par la compagnie, qui va par exemple l’utiliser pour pomper de l’eau en plaine et la remonter dans un barrage d’altitude, afin de s’en servir plus tard pour faire tourner une turbine hydroélectrique – c’est le "pompage-turbinage".

Le développement de l’électricité photovoltaïque à grande échelle nécessite ainsi une adaptation des réseaux électriques et des capacités des barrages. On songe aussi à utiliser l’air comprimé pour le stockage de l’énergie. Le développement de batteries de grande capacité est en plein essor.

Énergie grise remboursée en quelques années

Sous nos latitudes, un capteur photovoltaïque "rembourse" l’énergie dépensée dans sa fabrication (énergie grise) en trois ans environ. Bien que les fabricants garantissent généralement leurs cellules pendant 20 à 25 ans, leur durée de vie réelle peut atteindre 30, voire 40 ans. Un panneau photovoltaïque peut donc produire 7 à 14 fois plus d’énergie qu’il en a fallu pour le réaliser. Et avec un entretien minime: il suffit de vérifier de temps à autre l’état de l’installation, de nettoyer la surface des panneaux et d’effectuer un contrôle approfondi une fois par an.

Panneaux solaires photovoltaïques, en savoir plus.

 

L’humidificateur peut créer plus de problèmes qu’il en résout

 

En hiver, l’air des logements et des bureaux est plus sec que durant la belle saison. On pourrait alors penser que, pour préserver sa santé, il est bon de s’équiper d’un humidificateur. Or, il est plus sage de s’équiper d’abord d’un hygromètre (voir ci-dessous) pour vérifier le taux d’humidité, car nos sens ne nous aident pas beaucoup à préciser à quel niveau elle se situe. De toute manière, l’air inhalé est réchauffé et humidifié dans nos bronches et nos poumons.

Si on ne souffre pas de problèmes médicaux particuliers, l’Office fédéral de la santé publique (OFSP) recommande une humidité comprise entre 30 et 50%, soit une atmosphère plutôt sèche. Car c’est lorsque l’air est humide (à partir de 50%) que les problèmes peuvent survenir...

Hygromètre-thermomètre

Un hygromètre mesure
l’humidité en 
pour-cent
Les hygromètres électroniques (à piles) indiquent généralement le taux d’humidité de l’air et sa température. "100% d’humidité" signifie que l’air a atteint le maximum de vapeur d’eau qu’il peut contenir. Si on en met davantage, de la brume va se former. Lorsque l’hygromètre indique 50%, cela veut dire que l’air contient la moitié de la vapeur d’eau qu’il pourrait contenir.
Plus l’air est froid, moins il peut contenir de vapeur d’eau. Inversement, plus l’air est chaud, plus il peut contenir de vapeur d’eau. Voilà pourquoi on parle d’humidité relative. On peut en faire l’expérience en hiver, lorsqu’on crée un panache blanc en soufflant dans l’air glacé: l’air chaud et humide de nos poumons refroidit, et l’excédent d’humidité condense et devient visible.

 

Au‑dessus de 45% d’humidité, les acariens – ces microscopiques cousins des araignées – commencent à trouver des conditions favorables pour se multiplier dans les lits, sur les tapis, sur les fauteuils et le canapé du salon, voire dans la corbeille du chat et dans la cage du hamster. Les acariens se nourrissent, entre autres, de nos peaux mortes et ne sont pas dangereux, mais leurs déjections contaminent l’air et provoquent des allergies chez un nombre grandissant de personnes.

L’humidité favorise les moisissures
et les mauvaises odeurs

À partir de 50-60% d’humidité, les moisissures peuvent aggraver la situation. Elles poussent particulièrement dans les bâtiments mal isolés, car la vapeur d’eau se condense sur les vitres et les murs froids, mouillant les cadres des fenêtres, les tapisseries et les boiseries – ce qui favorise leur pourrissement. Les moisissures émettent des spores (sortes de minuscules "graines") qui flottent dans l’air. Ces spores peuvent entraîner des infections respiratoires, et déclencher des allergies et des crises d’asthme chez les personnes sensibles.

Enfin, il faut savoir que l’humidité accentue les odeurs en général, et que, lorsqu’on cherche à les masquer avec des bougies parfumées, des parfums synthétiques ou des bâtons d’encens, on charge davantage l’atmosphère intérieure de polluants...

Le sentiment de sécheresse peut être lié
à la pollution intérieure

Bien souvent, le sentiment de sécheresse de l’air en hiver est davantage lié aux poussières et aux polluants intérieurs qu’au manque d’humidité. Trois à quatre fois par jour, il faut donc penser à aérer en grand (pour changer l’air) et pas plus de 5 minutes (pour ne pas refroidir les pièces). On ne laissera pas s’accumuler la poussière, et, au moment de l’enlever, on évitera de la faire s’envoler. Un chiffon en microfibre, mouillé simplement avec de l’eau, constitue l’idéal, car on ajoute ni détergent ni parfum synthétique qui viendrait charger l’air. On pensera aussi à aérer après avoir passé l’aspirateur – c’est une activité nécessaire, mais elle remet des poussières en circulation (si votre aspirateur est muni d’un filtre à air, pensez à le changer régulièrement).

Humidité relative

Humidité et température sont liées
L’hygromètre présenté à gauche ne fonctionne pas avec des piles mais avec des cheveux qui se contractent lorsque l’air s’assèche.
En haut : la pièce est chauffée à 25°C et l’humidité est faible, si bien qu’on peut ressentir un sentiment de sécheresse.
En bas : en abaissant le chauffage à 20°C, l’humidité va remonter et l’air sera plus agréable à respirer.

Humidité relative

 

Trop d’aération en hiver assèche l’air

Plus l’air est froid, moins il peut contenir de vapeur d’eau. Ainsi, en hiver dans nos logements, l’humidité provient surtout de l’intérieur: de la douche, des casseroles, de l’étendage du linge, du lave-vaisselle en phase de séchage, des plantes, ainsi que de la respiration et de la transpiration des êtres humains et des animaux domestiques. Or, lorsqu’on renouvelle l’air, on fait entrer de l’air froid qui va assécher l’atmosphère intérieure en se réchauffant – c’est une raison de plus pour ne pas ouvrir les fenêtres avec exagération.

Dans un bâtiment muni d’un système d’aération mécanique continu (aération douce), l’ouverture des fenêtres est inutile. C’est une solution souhaitable pour avoir toujours de l’air frais et pour économiser l’énergie. Cependant, l’air peut devenir très sec en hiver, si un bureau ou un logement est sous-occupé. Par exemple, le système d’aération d’un "4 pièces + cuisine", est normalement conçu pour quatre personnes. Si une seule personne y vit, un apport trop important d’air extérieur (peu chargé en vapeur d’eau, on l’a vu) risque de faire tomber le taux d’humidité en dessous de 30% – il faudrait donc diminuer l’aération. On peut avoir le même phénomène de sécheresse par excès d’aération dans un bâtiment vétuste dont les fenêtres ferment mal.

Les désagréments d’un air trop sec

Lorsque l’humidité tombe en dessous de 30% durant plusieurs jours, on peut ressentir un assèchement de la peau, des yeux, du nez et de la gorge. Les personnes sensibles peuvent même développer des irritations, des conjonctivites et des d’eczémas cutanés. Si les pièces sont trop chauffées, baisser la température fera remonter l’humidité (voir à droite). On cherchera aussi à produire de l’humidité, par exemple en séchant son linge sur un étendage, en laissant l’eau du bain se refroidir avant de l’évacuer, ou en arrosant ses plantes – certaines, comme les papyrus, transpirent beaucoup.

Si on n’a pas d’autre solution que d’acquérir un humidificateur, on se renseignera sur sa consommation électrique et on le réglera avec un hygrostat (régulateur électrique sensible à l’humidité de l’air) pour qu’il ne produise pas d’humidité en excès et qu’il ne gaspille pas l’électricité: un humidificateur fonctionne à une période de l’année où il faudrait justement éviter d’augmenter la consommation du pays. On veillera aussi à le nettoyer soigneusement et régulièrement: l’eau qui stagne est propice au développement des micro-organismes. Mal entretenu, un humidificateur peut devenir une source de contamination.
 

Humidificateurs fonctionnant sans électricité :
 
• Évaporateur à fixer sur un radiateur
C’est un simple récipient d’eau dans lequel trempe un papier buvard qui pompe l’eau. Le système est efficace seulement si le radiateur est très chaud, comme c’est encore le cas dans les bâtiments mal isolés. L’eau qui stagne et le buvard peuvent devenir des nids de micro-organismes et de moisissures. Le buvard doit être changé de temps en temps, car le calcaire finit par l’encrasser.

Poster d'humidification

• Poster d’humidification
Développé par une société suisse (Necono AG), cet astucieux évaporateur qui ressemble à une oeuvre d’art (photo) se fixe contre un mur. La feuille d’évaporation existe en plusieurs versions avec décor imprimé. Le réservoir est en haut, et l’eau s’écoule lentement par intervalle, de haut en bas, dans la feuille où elle s’évapore au contact de l’air. Le système est conçu pour que l’eau ne stagne pas dans l’étroit récipient du bas, ce qui évite la prolifération des micro-organismes. Il est conseillé de changer la feuille d’évaporation chaque année.
 

Humidificateurs fonctionnant avec de l’électricité :
Pour éviter de produire de l’humidité en excès, ou de consommer inutilement de l’électricité, brancher l’humidificateur sur un hygrostat (un dispositif qui coupe ou enclenche l’humidificateur en fonction du taux d’humidité désiré)

• Évaporateurs avec ventilateur (saturateurs)
Ce type d’humidificateur se compose d’une surface poreuse qui absorbe de l’eau (éponge, buvard, grille fine) et d’un ventilateur. Dans certains modèles, le ventilateur et l’absorbeur sont combinés. Comme l’eau n’est pas chauffée, ces appareils consomment relativement peu d’électricité – entre 8 et 40 watts, mais comme beaucoup sont vendus sans hygrostat, ils tournent souvent inutilement 24 heures sur 24. Si l’élément absorbeur d’eau doit être changé, se renseigner sur son prix. Se renseigner aussi sur le bruit qu’émet l’appareil – il peut devenir gênant dans une chambre à coucher. Pour le nettoyage, bien lire le mode d’emploi.

• Vaporisateurs à vapeur chaude ou tiède
Très gros consommateur d’électricité (300-500 watts), ce genre d’humidificateur est une sorte de bouilloire qui produit de la vapeur. Pour éviter le risque de brûlure (attention si on vit avec de jeunes enfants!), certains modèles la tiédissent avant de la diffuser. La vapeur produite est stérilisée par la chaleur, ce qui n’empêche pas de devoir nettoyer régulièrement l’appareil (voir mode d’emploi). L’hygrostat est indispensable pour éviter les excès d’humidité, mais il n’évitera pas les excès de consommation électrique (environ CHF 50.- par an pour un appareil de 400 watts).

• Pulvérisateurs (brumisateurs)
Ces humidificateurs sont les plus chers à l’achat. Ils pulvérisent de minuscules gouttelettes d’eau, et diffusent un brouillard frais ou tiède. Certains modèles fonctionnent grâce à un dispositif mécanique qui vibre à haute-fréquence (ultrasons). Le bruit, la consommation électrique (30-300 watts) et la technique utilisée pour éviter la prolifération des micro-organismes sont variables suivant les modèles. Pour éviter d’envoyer dans l’air de l’eau calcaire – ce qui provoquerait des dépôts blanchâtres sur les meubles et le sol, la plupart des modèles sont vendus avec un filtre qui doit être changé. Hygrostat indispensable, et nettoyage à effectuer impérativement selon les indications du fabricant, afin d’éviter la diffusion de micro-organismes vivants – ou de déchets de micro-organismes – avec les gouttelettes d’eau.

 

L’Office fédéral de la santé public (OFSP) fait le point sur les humidificateurs -www.bag.admin.ch

Les humidificateurs qui consomment le moins d’électricité -www.topten.ch

"Humidifiez-moi! Le blues des humidificateurs", une émission d’À Bon Entendeur, Télévision suisse romande -www.tsr.ch

 

Certaines casseroles permettent de cuire avec deux fois moins d’énergie

Contrairement à ce que montre cette image, il n’existe pas encore d’étiquette-énergie pour les casseroles, fait-tout et autres marmites. Et pourtant, leur efficacité est très variable, et on peut même économiser plus de 50% d’électricité ou de gaz avec un récipient isolé. Ceci dit, même avec une casserole ordinaire, on peut éviter de gaspiller pas mal d’énergie en adoptant quelques bonnes pratiques (voir plus bas).

Marmite norvégienne

Une casserole posée sur une cuisinière ressemble à un radiateur. Si une part de la chaleur qu’elle reçoit par dessous sert à cuire les aliments, une autre part est perdue dans la cuisine parce que le métal rayonne des infrarouges. Pour éviter cette perte de chaleur, la solution est la même que pour un bâtiment: il faut l’isoler.


Marmite norvégienne
Popularisée durant la Première guerre mondiale, pour cuisiner malgré la pénurie de charbon.
(D’après un schéma de 1917)



Thermal cooker
Utilisé en Asie dès les années 90’ pour cuisiner la soupe et les ragoûts, ce système transportable se compose d’une marmite qui s’installe à l’intérieur d’un caisson isolant à double paroi.
(Modèle chinois)



Avec une robe et un couvercle isolants
Après seulement quelques minutes de cuisson, le fait-tout est retiré du feu et placée dans le récipient isolant. La cuisson peut ainsi se poursuivre sur la table, en attendant les convives.
(Modèle Hotpan de Kuhn Rikon)
 

Il existe une technique traditionnelle de cuisson, connue sous le nom de "marmite norvégienne", qui utilise le principe de l’isolation pour économiser l’énergie. Elle s’est développée dans les régions où les combustibles sont rares, et a été en vogue en Europe pendant les périodes de guerre où le charbon manquait. Au lieu de laisser la marmite sur le feu jusqu’à la fin de la cuisson, on la retire après quelques minutes seulement pour l’enfermer dans une sorte de couffin isolant – une caisse, un panier ou un trou creusé dans le sol, qui contient un écrin de tissus rembourré d’écorces, de sciure, de paille ou de laine. La cuisson se poursuit alors lentement de manière autonome, sans surveillance et sans risque de brûler les aliments – avec l’avantage supplémentaire d’avoir un repas qui reste chaud très longtemps.

Renouveau de l’auto-cuisson

Cette méthode, qui utilise des marmites ordinaires, est revenue en vogue depuis qu’on a pris concience que le gaspillage d’énergie participe à la dégradation de notre environnement. On trouve ainsi sur Internet plusieurs sites qui expliquent comment confectionner un couffin isolant pour sa marmite, et qui donnent de nombreuses recettes d’auto-cuisson.

Utilisant un principe similaire, le thermal cooker s’est popularisé en Asie dès les années 90, surtout pour des raisons pratiques. Il se compose d’une marmite qu’on place après quelques minutes de cuisson dans un container portable, dont l’isolation est assurée par un épais couvercle et une double-paroi avec vide d’air (c’est le principe du thermos). L’avantage, c’est que la cuisson peut se poursuivre pendant le déplacement du thermal-cooker, depuis la cuisine vers son lieu de travail.

Swiss cooking

En Suisse dès la fin des années 70, le fabricant Kuhn Rikon, déjà connu pour ces marmites à pression, a breveté un modèle plus original, où l’isolation fait intégralement partie de l’ustensile (Durotherm). C’est un fait-tout en acier, à double-paroi isolée par le vide, muni d’un couvercle construit sur le même principe. Depuis 2008, le constructeur zurichois a également mis sur le marché la gamme Hotpan, qui reprend le principe de la marmite norvégienne. Ce fait-tout en acier a une paroi simple, mais son couvercle est à double-paroi. Au sortir de la cuisinière, il se glisse dans une sorte de saladier isolant peu encombrant, auquel il s’adapte parfaitement. Et le tout est assez élégant pour aller sur une table et être présenté à des invités.

Ce genre d’ustensile permet de cuisiner tous les mets avec moitié moins d’énergie: viande, poisson, légumes, riz, etc. Et si, au total, le temps de cuisson est environ 20% plus long, on n’a cependant pas besoin de surveiller le fait-tout une fois qu’on l’a retiré du feu. De plus, les aliments sont cuits à plus basse température, dans peu d’eau, ce qui est souvent meilleur pour conserver leurs valeurs nutritives. Et enfin, au moment de faire la vaisselle, on évite de devoir frotter le fond de la casserole parce que les aliments y ont attaché...

Conseils pour la cuisson

Au moment d’acheter une nouvelle casserole ou un couvercle, on aura donc intérêt à s’informer sur son efficacité, en se rappelant que le bon marché coûte souvent plus cher à la longue, puisqu’il demande davantage d’énergie. Mais sans changer sa batterie de cuisine, on peut très bien réduire sa consommation d’électricité ou de gaz en appliquant les conseils suivants:

  • Choisir une casserole adaptée au volume de nourriture. Une casserole trop large ou trop haute laisse perdre beaucoup de chaleur par effet "radiateur". Pour la même raison, éviter de cuire les aliments dans trop d’eau.
  • Si on cuisine à l’électricité, ne pas utiliser une casserole dont le fond n’est pas parfaitement plat. Un mauvais contact avec la plaque de cuisson fait perdre beaucoup d’énergie.
  • Si on cuisine à l’électricité, s’assurer que le dessous de la casserole est sec. Si la casserole est mouillée, un film d’eau et de vapeur empêche la chaleur de la plaque de bien diffuser.
  • Ne pas placer la casserole sur une plaque plus large que son fond (ou sur un feu trop grand).
  • Cuire en restant sous le point d’ébullition. Lorsque ça bout, la température maximale est atteinte, et toute l’énergie supplémentaire qu’on fournit à la casserole ne sert pas à accélérer la cuisson, mais à évaporer le liquide (en savoir plus).
  • Utiliser un couvercle bien adapté pour ne pas gaspiller la chaleur. C’est très efficace, et si on reste sous le point d’ébullition, ça ne déborde pas.
  • Si on cuisine à l’électricité, éteindre la plaque quelques minutes avant la fin de la cuisson pour profiter de la chaleur résiduelle. On peut aussi le faire sur le gaz, si on utilise des récipients en fonte (ils sont plus lents à chauffer, mais conservent mieux la chaleur que ceux en acier).

Au moment où l’on parle beaucoup des énergies renouvelables pour remplacer l’électricité d’origine nucléaire, il est important de prendre conscience qu’on peut cuisiner avec moins d’énergie. D’autant que les cuisinières fonctionnent au moment où la demande d’électricité est la plus forte, soit vers 12h et vers 20h. Réduire ces pointes de consommation fait partie des objectifs prioritaires en matière de consommation d’électricité.

 

Photos de marmites norvégiennes sur Google.

Cuire sans bouillir, sur ce site.

Le fait-tout Hotpan et comment l’utiliser (voir la vidéo) -www.kuhnrikon.ch