Combien consomme une RaspberryPi...

...dans d'autres grandeurs physique

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Auteur du sujet

Salut tout le monde !

Sur le chemin du retour du travail, je me posais une question : Combien d’étages en ascenseur devrais-je parcourir pour consommer autant que si je laissais ma RaspberryPi allumée toute l’année ?

N'ayant pas trouvee la reponse, j'ai quand meme eu envie de pousser le vice un peu en cherchant dans d'autre dimensions.

Je vous propose donc ici de nous amuser a calculer des choses un peu farfelu pour representer la consommation de la RPi IRL. Par exemple :

  • A combien de kilomètre en voiture/bus/velo cela équivaut-il ?
  • Combien de (micro/nano)secondes une centrale nucléaire travail t-elle pour l'alimenter ?
  • Combien de RPi peuvent-être alimentée par le décollage d'une fusée ?
  • etc

Je compilerais les resultats dans un joli tableau suivant !

Pour les calculs d’équivalence, je considère une RPi modèle B en mode "serveur allumée toute l’année sans s’arrêter". On considère donc pas d'affichage HDMI mais un clavier branché et une carte réseau allumée. D’après certains site, cela représente une puissance consommée de $1.41 W$ , ce qui fait du $1.41 Wh$ (Wattheure) donc $E = 1.41 \times 365.25 \times 24 = 12.36 kWh$ par an.

Amusez-vous bien !

Pour la démonstration, voici par exemple le nombre de kilomètres que je peux faire avec une voiture type "ma [vieille] renault megane a essence" :D

L’équivalence "pétrole <-> électricité" passe par l’unité de "Tonne d'Equivalent Petrole" (TEP). D’après Wikipedia, 1 TEP fait 11630 kWh. Une tonne d'essence fait aussi 1.048 TEP donc $1 T_{essence} = 1.048 \times 11630 = 12188 kWh$.

L'essence est considérée avoir une masse volumique de $0.755 kg/L$. Dans une tonne d'essence on a donc 1324.5 litres, ce qui représente toujours un total de 12188 kWh ou encore $\frac{12188}{1324.5} = 9.20 kWh/L$.

Pour alimenter une RaspberryPi, il faudrait donc un volume de $\frac{9.20}{12.36} = 0.74 L$

Ma voiture consomme en régime mixte 6 litres pour 100 kilomètres. On peut donc enfin déduire le nombre de kilomètre parcouru pour alimenter ma RPi pendant un an via un petit produit en croix. $\frac{0.74 \times 100}{6} = 12.33 km$.

Donc chaque fois que je parcours 12 kilomètres avec ma voiture, j'ai dépensé assez d’énergie pour alimenter une RPi pendant une année entière !

Ci-dessous le fameux tableau résumé !

Système Résultat
Rpi (référence) 12.36 kWh ou 44.496 MJ (par an)
Voiture essence 12 kilomètres
Matière 295 ng
Centrale nucléaire 41ms
Banane 233
Flux de chaleur terrestre 0.9673 us
Soleil 1.101e-23 s
Claquements de portes de voiture 4.45 millions
Refroidissement de pâtes 357 947 assiettes de pâtes ou 284 000 séance d’égouttage
Via les collision détectables du LHC 1 heure 32 minutes de fonctionnement continu
Tours de roue de hamster 46 millions
AJR homme 3.94 jours
AJR femme 5.32 jours
Supernova It's over 9000 !
Impact de foudre 16.5 jours
Pain au chocolat / Chocolatine 31
Production de pets d'une vache 20,16 heures
Pièces de poulet KFC 65
Wii sport bowling 1020 jours

Table: Tableau des équivalences farfelues

Édité par Eskimon

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Auteur du sujet

Allez je m'en fais une autre parce que ca m'amuse : Combien de temps fonctionne une centrale nucléaire pour alimenter la RPi pendant un an.

D'apres Wikipedia, en France en moyenne un réacteur produit 1088.4 MWe. Donc sur un an c'est un joli 9540,9 GWh d’énergie de produit (9.5 TeraWattheure XD ).

Par année on a 365.25243600 = 31557600 secondes qui s’écoulent. on peut donc voir que pour alimenter une RPi pendant un an, une centrale nucleaire doit fonctionner pendant : $\frac{12.36 \times 10^3}{9540.9 \times 10^9} \times 31557600 = 0.041s$ soit 41ms.

Une centrale nucléaire doit fonctionner pendant 41ms pour alimenter une RPi pendant 1 an !!

Le temps de lire cette phrase, la centrale a deja produit de quoi alimenter la carte pendant plus de 90 ans :D

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9540,9 GWhe, mais environ 3 fois plus d'énergie.

Sinon, 233 bananes. Ou plus exactement, l'énergie de désintégration émise par le K-40 contenu dans 233 bananes.

Sinon, je vais m'essayer à une comparaison en bananes. Une banane moyenne contient 0.5 g de potassium, dont 0.012 % est du potassium 40. Ça nous donne 60ug of K-40.

Maintenant, en supposant que la totalité se désintègre et que l'on récupère 100 % de l'énergie produite, on peut suivre le schéma de désintégration. En gros, dans 90% des cas, on va récupérer 1311 keV at 1460 keV dans les 10% restants. Ça nous donne une moyenne de 1326 keV par atome de potassium 40.

60ug correspondent à environ 9E17 atomes, donc on peut produire 1.19E21 keV avec une banane. Soit 191 kJ.

Il faut 12.36*3600=44500 kJ par an pour le RPi. On en arrive donc à environ 233 bananes.

Staff

En prenant le flux de chaleur terrestre (46TW), il faut quasiment 1 microseconde (0.9673 avec plus de chiffres) pour récupérer l'énergie nécessaire.

I don't mind that you think slowly, but I do mind that you are publishing faster. – W. Pauli

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Staff

La Terre se refroidit, le flux de chaleur perdu est de 46TW. En une micro-seconde, la Terre perd donc une quantité de chaleur suffisante pour alimenter ton RPi pendant un an.

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OUla ça va faire beaucoup d’étage mon pauvre. D’après cette page un ascenseur de 630kg peut fonctionner avec un moteur de 3,3kW en montant à 1m/s.

En faisant l'hypothèse que lors de la monté le moteur tourne à plein régime (ce qui est sans doute une dangereuse sur-evaluation, mais qui est peut être proche de la réalité si on considère le moteur moins économique de 5,5kW) il peut fonctionner non stop pendant 3h45 ce qui te laisse le temps de monter de 13483m, une hauteur raisonnable convenons en !

Sur cette même page il est egalement indiqué que 447kWh correspond à 27444 trajet d’ascenseur. Donc ton raspberryPi correspondrait à environs 759 trajet typique d’ascenseur (bon ça vaut rien du tous comme estimation puisqu’on connait pas la taille de l'immeuble ni rien d'autre mais voila :D )

Solutionner le problème de manière plus précise risque d’être assez délicat. Il faudrait connaitre le poids du contre-poid le rendement du moteur+treuil et faire des suppositions sur les frottements de l'ascenseur dans sa cage.

Et pour continuer sur la lancée d'Adri : La perte d’énergie de la terre ce fait à travers la surface de la terre d'environs $ 5.1\ 10^{18}\ cm^2 $, ton rasperryPi fait a peu près $ 30\ cm^2 $ (après les photos glané sur internet). Donc si on récupère l’énergie dissipé dans l'angle solide de ton raspberryPi il faudrait

$$ \frac{12.36}{46\ 10^9 \times \frac{30}{5.1\ 10^{18}}} = 5214\ ans $$

pour collecter l’énergie nécessaire a le faire fonctionner pendant 1 ans …Tiens c'est fou ça, la puissance dissipé par la terre dans l'angle solide de ton rasperryPi est supérieur à sa consommation… c'est fou.

Edit: merci a Spacefox pour la correction de cette grossière erreur et qui donne un résultat moins choquant.

Édité par Vael

+2 -0
Staff

Et pour continuer sur la lancée d'Adri : La perte d’énergie de la terre ce fait à travers la surface de la terre d'environs $ 5.1\ 10^{14}\ cm^2 $, ton rasperryPi fait a peu près $ 30\ cm^2 $ (après les photos glané sur internet). Donc si on récupère l’énergie dissipé dans l'angle solide de ton raspberryPi il faudrait

Attention, tu as confondu des m² et des cm² dans ton calcul ! La surface de la terre est de $5.1 \times 10^{14} m²$ soit $5.1 \times 10^{18} cm²$.

Ce qui change légèrement le résultat du calcul :)

Édité par SpaceFox

Une centrale nucléaire? mwahahaha je rigole de sa petitesse face au Soleil

Une R-Pi consomme 12.36 kWh en un an, soit 44.496 MJ, j'ai juste? (j'ai toujours eu un peu de mal avec les Watt je préfère bosser avec les Joules :3 )

J'avais chopé quelque part pour un exposé de première que chaque seconde le Soleil transforme 600 Mt d'hydrogène en 595.5 Mt d'hélium, soit une énergie dégagée de 4.5 Mt * c² = 4.04e26 J (E = mc²)

Il produit donc 44.496 MJ en 44.496e6 / 4.04e26 = 1.101e-23 s, soit 11.01 as (atto seconde, thank Wikipedia)

Conclusion, le Soleil produit l'énergie nécessaire à faire fonctionner une R-Pi pendant un an en 1.101e-23 s

C'est la qu'on se rend compte que ce qu'on sait faire sur Terre est vraiment infime…

Vérifiez avant parce que ça a beau être des calculs basiques j'ai jamais été très à l'aise avec ça :p

Édité par Nemeric

Aime si toi aussi toi aussi

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Quand je prend la voiture, on me fait souvent remarquer que je claque un peu violemment la portière, ça fait un grand *CLAC* satisfaisant mais qui n’est parait-il pas très bon pour la titine, et fait sursauter les badauds. Alors soit je réduit mon enthousiasme en fermeture de porte, soit on récupère l’énergie et on s’en sert pour alimenter le RPi du cervidé de service.

Alors première question, combien d’énergie doit t-on dépenser pour fermer une portière standard. D’après la littérature sur le sujet, c’est autour de 13J. Je met au bas mot deux fois plus de force que nécessaire pour cette tâche donc on devrait pouvoir récupérer une dizaine de joule à chaque fois.

En un an, le RPi consomme $1.41 W$, soit $1.41×3600×24×365.25 = 44.5 MJ$ par an (Nemeric a raison, le Watt-heure c’est une unité de merde). Donc on devrait s’en tirer avec 4.45 millions de claquement de portes un peu musclé.

Édité par simbilou

La répétition est la base de l’enseignement. — ☮ ♡

+10 -0
Staff

Zut, il va falloir que je me mette à fermer plus doucement ma portière si je veux rester dans l'esprit hybride jusqu'au bout !

Sinon, quand tu parles de l'énergie d'une voiture essence, tu as essayé avec d'autres moteurs que celui de ta Mégane ? Parce que bon, entre une citadine hybride récente et une grosse cylindrée des années 80, y'a une sacrée différence à mon avis… :-°

Édité par viki53

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Ok, vous voulez du ridicule? En voilà ;)

En temps que bon étudiant qui se respecte, j'aime les pâtes. Le problème des pâtes, c'est qu'on les cuits à 100°C (en fait en dessous) et qu'on les mange à une température d'environ 45°C, parce que sinon, c'est trop chaud (et on se brûle la langue, et c'est chiant). Autrement dit, de l'énergie perdue pour rien, pourquoi ne pas alimenter une rPi avec ?

Fort bien : sachant que selon cette présentation la chaleur spécifique des pâtes est de 44.4 kJ kg-1 K-1, sachant qu'on va considérer que les pâtes sont cuites à 80 °C (je considère l'étape difficile de l'égoutage) mais qu'on ne les mange qu'à 45°C (donc une différence de température de 35°C), sachant qu'il faut fournir 44.5 MJ d'énergie pour alimenter la rPi pendant un an (je remercie au passage simbilou, parce que j'aime pas le Watt-heure, espèce d'électricien, va), on peut en déduite que

$$Q = m\,c\,\Delta{T} \Leftrightarrow m = \frac{Q}{c\,\Delta{T}} = \frac{44.5\times10^6}{44.4\times35} \approx 28\,636 \text{ kg de pâtes} $$

Poussons le vice plus loin en disant qu'une portion de pâte fait 80g, celà signifie qu'il faudrait faire refroidir 357 947 assiettes de pâtes pour faire fonctionner une rPi pendant un an.

Bon appétit ;)

(en fait, je boude parce que le coup de l'équivalent-banane a déjà été pris)

Édité par pierre_24

Doctorant et assistant en chimie à l'Université de NamurEx-dev' pour ZdS (a aidé à réaliser la ZEP-12 !) • Carniste cis (y parait que c'est une injure)

+12 -0
Auteur du sujet

80g de pâtes ⁈ On voit que tu as les moyens de mettre du beurre et de la viande avec, pour manger des portions aussi petites ! :o

viki53

Je me suis fait la même réflexion :) 80g, c'est peu !

Sinon j'ai juste fait le calcul automobile. Mais si tu veux le faire pour ta voiture hésite pas (en prenant en compte le mix electicite/carburant fossile que tu utilises…)

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80g de pâtes ⁈ On voit que tu as les moyens de mettre du beurre et de la viande avec, pour manger des portions aussi petites ! :o

viki53

My bad, j'ai effectivement considéré une portion de pâte "normale" (l'habitude de faire les courses pour de la collectivité). Ça fait certes un peu moins d'assiettes si je compte ce que je mange effectivement :p

Édité par pierre_24

Doctorant et assistant en chimie à l'Université de NamurEx-dev' pour ZdS (a aidé à réaliser la ZEP-12 !) • Carniste cis (y parait que c'est une injure)

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Staff

Sinon j'ai juste fait le calcul automobile. Mais si tu veux le faire pour ta voiture hésite pas (en prenant en compte le mix electicite/carburant fossile que tu utilises…)

Eskimon

Je consomme à peu de choses près la même chose que toi (entre 5 et 6 L/100km en moyenne), donc je pense pas que la différence soit énorme.

Par contre sur une voiture plus moderne (type Tesla Model S ou Toyota Mirai) je serais curieux de voir le rendement des moteurs…

Édité par viki53

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