Sciences de l'ingénieur (spécialité) · Première
Rendement d'une chaîne de puissance : quiz de 1re SI
Publié le 6 novembre 2026 · Mis à jour le 6 novembre 2026 · Signaler une erreur
L'essentiel
- Le rendement instantané est le rapport de la puissance utile (sortante) sur la puissance absorbée (entrante) : .2
- Les pertes sont inévitables : est toujours strictement inférieur à 1 et se donne sans unité (ou en %).2
- Dans une chaîne de puissance, la puissance utile d'un maillon est la puissance absorbée du suivant : le rendement global est le produit des rendements.
- Le rendement dépend du point de fonctionnement : pour un moteur, il est maximal au voisinage de la puissance nominale.1
Avant de commencer
Ce quiz porte sur le rendement d'une chaîne de puissance. Une chaîne de puissance relie une source d'énergie à l'actionneur qui produit l'effet voulu, en passant par plusieurs convertisseurs : par exemple un moteur électrique, puis un réducteur, puis une transmission par chaîne. Chaque maillon reçoit une puissance, en restitue une partie sous forme utile et perd le reste.
Les questions te demandent de reconnaître la définition du rendement, de calculer une puissance perdue ou utile, d'enchaîner plusieurs rendements et d'éviter les erreurs classiques. Prends une calculatrice pour les questions numériques, et lis toujours l'explication, même quand tu as juste : elle précise le piège que la question cherchait à tendre.
Quiz
16 questions · correction immédiate · ton score reste sur ton appareil.
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Le rendement instantané est le rapport de la puissance utile (sortante) sur la puissance absorbée (entrante), en un point de fonctionnement donné.2 La réponse est l'inverse : elle donnerait un nombre supérieur à 1, ce qui serait absurde pour un convertisseur réel. La différence est une puissance (les pertes), pas un rendement.
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Faux. La conversion entraîne inévitablement des pertes,2 donc la puissance utile est toujours inférieure à la puissance absorbée et . Un bon design réduit les pertes, il ne peut pas les supprimer. Un rendement supérieur à 1 signifierait que l'appareil crée de l'énergie, ce que la conservation de l'énergie interdit.
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, soit 80 %. L'erreur tentante est de calculer , qui est supérieur à 1 et ne peut donc pas être un rendement.
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Les pertes valent W, car ce qui n'est pas restitué en sortie utile est perdu2 (le plus souvent sous forme de chaleur). Répondre 0,75 reviendrait à donner le rendement, pas la perte : une perte se compte en watts.
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La puissance utile d'un maillon est la puissance absorbée du suivant, donc les rapports se multiplient : . La moyenne (0,90) est l'erreur tentante : le rendement global est toujours plus faible que le plus faible des rendements, ici 0,85.
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Avec et , on obtient : les puissances intermédiaires se simplifient. Ce n'est donc pas une convention. La première proposition mélange deux idées : les pertes s'additionnent bien en watts, mais cela ne permet pas d'additionner les rendements.
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Faux. Chaque maillon a un rendement inférieur à 1 : multiplier par un nombre inférieur à 1 diminue la valeur. Le rendement global est donc inférieur ou égal au plus petit rendement de la chaîne, a fortiori au meilleur.
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De on tire W. L'erreur tentante est de multiplier : W, ce qui donnerait une entrée inférieure à la sortie, impossible.
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MW. Les 201 MW restants sont des pertes. Prendre 33 % comme 33 (au lieu de 0,33) donnerait 9 900 MW, bien plus que la puissance reçue : le résultat doit toujours être inférieur à l'entrée.
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Le rendement global vaut , donc W. Si on additionnait les pertes en pourcentage (10 % + 5 %) et qu'on enlevait 15 % à 1 000 W, on trouverait 850 W : proche, mais faux, car le second maillon ne perd que 5 % de ce qu'il reçoit (900 W), pas de 1 000 W.
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Face aux courroies qui fonctionnent par frottement, la transmission par chaîne et pignons gaspille nettement moins de puissance en friction, ce qui en fait une solution très performante.5 Pour autant, aucun rendement n'atteint 100 % : la chaîne silencieuse peut atteindre jusqu'à 99 %,5 pas davantage.
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Le rendement d'un module photovoltaïque est le rapport de la puissance électrique produite sur l'irradiance reçue4, c'est-à-dire sur la puissance lumineuse captée par toute la surface du module (irradiance en W/m² multipliée par la surface). C'est bien la forme « sortie sur entrée » : l'entrée est ici le rayonnement reçu. Le rapport inverse donnerait un nombre sans signification physique comme rendement.
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Un rendement de 1,5 serait supérieur à 1, ce qui est impossible puisque les pertes sont inévitables.2 La bonne méthode est le produit : . La moyenne 0,75 est tentante, mais elle est supérieure au plus faible rendement (0,7) alors que le rendement global lui est toujours inférieur.
Les questions qu'on se pose
Quelle différence entre puissance perdue et rendement ?
La puissance perdue se mesure en watts : elle dit combien de puissance n'est pas restituée sous forme utile.2 Le rendement est un rapport sans unité qui compare la sortie utile à l'entrée.2 Deux convertisseurs peuvent perdre autant de watts et avoir des rendements très différents, selon la puissance qu'ils traitent.
Faut-il toujours multiplier les rendements dans une chaîne ?
Oui, tant que les maillons sont en série, c'est-à-dire que la puissance utile de l'un est la puissance absorbée du suivant. Le produit découle directement de la définition appliquée à chaque maillon. Avant de multiplier, convertis les pourcentages en nombres entre 0 et 1, et vérifie que le résultat est plus petit que chacun des rendements de départ.
Le rendement d'un moteur est-il une valeur fixe donnée par le constructeur ?
Sources
- Conversion d'énergie et efficacité énergétique, Éduscol - Sciences et techniques industrielles. Consulté le 6 novembre 2026.
- Les chiffres de l'énergie : Comment définir le rendement d'un convertisseur d'énergie, Éduscol - Sciences et techniques industrielles. Consulté le 6 novembre 2026.
- La modélisation multiphysique en Sciences de l'ingénieur - Volume 1, Éduscol - Sciences et techniques industrielles. Consulté le 6 novembre 2026.
- Énergie électrique : génération photovoltaïque, Éduscol - Sciences et techniques industrielles. Consulté le 6 novembre 2026.
- Entraînement par chaîne, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.
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