Le calcul du “cube de béton Fiat 500”

Dans notre projet HELIOS, nous avons réalisé des calculs pour déterminer quelle serait la taille nécessaire d’une batterie gravitationnelle capable d’alimenter une maison québécoise moyenne pendant une heure. Cette page présente nos calculs exacts et explique comment nous sommes arrivés à la conclusion qu’il faudrait un cube de béton de la taille d’une Fiat 500 montant et descendant sur une hauteur de deux étages.

Données de base

Notre prototype actuel

• Énergie produite: 31,39 joules
• Hauteur: 83 cm
• Masse: 5 livres

Calculs détaillés

1. Consommation énergétique d’une maison

Consommation annuelle moyenne d’une maison: 24 000 kWh

• 24 000 000 Wh (×1000)
• 86 400 000 000 W (×60 minutes × 60 secondes)
• 86 400 000 000 joules/seconde (1 W = 1 joule/seconde)

Consommation moyenne pour une heure

• 86 400 000 000 ÷ 365 jours par an ÷ 24 heures par jour
• = 9 863 014 joules/seconde

2. Facteur d’échelle nécessaire

Combien de fois notre conception pour alimenter une maison pendant une heure?

• 9 863 014 joules/seconde ÷ 31,39 joules
• = 314 209 fois plus

3. Optimisation de la hauteur

Si notre conception était haute comme une maison de 2 étages (6,25 m)

• 6,25 m ÷ 0,83 m
• = 7,53 × plus d’énergie grâce à la hauteur

4. Calcul de la masse nécessaire

Poids restant à compenser après gain de hauteur

• 314 209 ÷ 7,53 = 41 727 fois plus de poids
• 41 727 × 5 livres = 208 635 livres à monter
• 208 635 ÷ 2205 (livres/tonne métrique) = 95 tonnes métriques

5. Dimensions du cube de béton

Volume du cube de béton nécessaire

• Densité du béton: 2400 kg/m³
• 95 × 1000 (kg/tonne) ÷ 2400 = 39,43 m³
• ∛39,43 = 3,4 m d’arête pour le cube

Conclusion

Notre calcul démontre qu’une batterie gravitationnelle dimensionnée pour alimenter une maison pendant une heure nécessiterait:

• Un cube de béton de 3,4 mètres d’arête (approximativement la largeur d’une Fiat 500)
• Une hauteur de chute de 6,25 mètres (équivalent à deux étages de maison)

C’est donc un cube de béton de la largeur d’une Fiat 500 qui monte et descend sur une hauteur de deux étages.

Implications pratiques

Bien que ces dimensions puissent sembler importantes, il est important de noter que:

1. La batterie pourrait être installée principalement sous terre, réduisant ainsi son empreinte visuelle
2. Des matériaux plus denses que le béton pourraient être utilisés pour réduire le volume nécessaire
3. Des améliorations du système de conversion (boîte à ratio, alternateur) pourraient augmenter l’efficacité et réduire les dimensions requises

Ce calcul démontre la faisabilité technique du concept, même si des optimisations seraient nécessaires pour une adoption à grande échelle.

Calculez pour votre propre maison

Vous souhaitez savoir quelle taille de batterie gravitationnelle serait nécessaire pour votre propre maison? Utilisez notre calculateur interactif pour obtenir une estimation personnalisée en fonction de vos besoins énergétiques spécifiques.