Watt
Le watt, de symbole W, est l'unité internationale de puissance ou de flux énergétique (dont le flux thermique). Un watt équivaut à un joule par seconde.

Le nom watt rend hommage à l'ingénieur écossais James Watt (1736-1819), qui a contribué au développement de la machine à vapeur. Comme tous les noms d'unités du Système international,  est un nom commun, il s'écrit donc en bas de casse (et prend en français la marque du pluriel) ; mais comme il provient d'un nom propre, le symbole associé W s'écrit avec une capitale.

Définition 
Le watt est la puissance d'un système dans lequel une énergie d'un joule est transférée uniformément pendant une seconde. Il est donc égal à un joule par seconde. Comme le joule est le produit d'un newton par un mètre, et le newton celui d'un kilogramme par un mètre par seconde carrée, le watt est égal à un newton mètre par seconde ou encore un kilogramme mètre carré par seconde au cube :

Multiples communs 
 Le kilowatt (), soit  (), est une unité fréquemment utilisée pour définir la puissance des moteurs, électriques ou thermiques.
 Le mégawatt (), soit un million de watts (), est l'unité des grosses unités électriques : la puissance d'une locomotive électrique est de quelques . Cette unité est fréquemment utilisée en production électrique : un réacteur nucléaire français a une puissance installée comprise entre  électriques.
 Le gigawatt (), soit un milliard de watts (). La puissance moyenne des réacteurs nucléaires français est de .
 Le térawatt (), soit mille milliards de watts (), est utilisé pour des évaluations globales de puissance.
Le pétawatt (), soit un million de milliards de watts (), est une gamme de puissance pouvant être atteinte en concentrant l'énergie d'une impulsion laser de puissance de  dans une unique et très brève (30 femtosecondes) impulsion de lumière.

Ordres de grandeur 

De même que la notion d'accélération (exprimée en  dans le Système international) ne doit pas être confondue avec celle de vitesse (), la notion de puissance (watts) ne doit pas être confondue avec celle d'énergie (joules). La puissance est le quotient d'une énergie par un temps :
  = 

Ainsi, si un travail de  est produit, il s'effectuera, par exemple :
 en  (soit ) avec une machine d'une puissance de  ;
 en  (soit ) avec une machine d'une puissance de  (comme la puissance d'un petit moteur électrique) ;
 en  avec une machine d'une puissance de  (comme la puissance d'une perceuse électrique).

Le watt peut être considéré comme une petite unité à l'échelle humaine :
 les anciennes ampoules électriques à incandescence consomment typiquement une puissance de . Pour un même éclairement, la consommation des lampes à diode électroluminescente (LED) est réduite à seulement .
 ordres de grandeur pour différents types d'ordinateurs individuels :
 un ordinateur de type netbook ou nettop nécessite environ ,
 un ordinateur de bureau fixe avec son écran à cristaux liquides nécessite une puissance de  environ,
 un ordinateur de joueur nécessite une puissance de  pour des configurations respectives de .
 un coureur cycliste professionnel de très haut niveau peut délivrer à plein effort, par exemple lors d'un contre-la-montre ou lors d'une épreuve de montagne, une puissance instantanée (sur une durée de l'ordre de ) environ  ;
 une machine à laver le linge nécessite une puissance de l'ordre de  ;
 un moteur d'automobile de  délivre une puissance de , c'est-à-dire  ( = ) ;
 une motrice de train a une puissance moyenne de  ;
 une centrale nucléaire a une puissance de plusieurs milliards de watts () ; la centrale nucléaire de Gravelines dispose par exemple d'une puissance nominale de .

Le watt en mécanique 

En mécanique, le watt est la puissance développée par une force de  se déplaçant sur une distance de  pendant . Si le point d'application d'une force de  se déplace à la vitesse de , la puissance vaut  :

avec :
  : puissance (watts) ;
  : travail (joules) ;
  : temps (secondes) ;
  : force (newtons) ;
  : distance (mètres) ;
  : vitesse (mètres par seconde).

Le watt en électricité 

En électricité, le watt est l'unité de puissance d'un système débitant ou absorbant une intensité de  sous une tension de . La puissance instantanée est le produit de la tension par l'intensité :

avec :
  : puissance, fonction du temps  (watts) ;
  : tension électrique, fonction du temps  (volts) ;
  : intensité du courant électrique, fonction du temps  (ampères).

En intégrant cette puissance sur un temps de , on obtient une quantité d'énergie dont l'unité pratique courante est le kilowattheure équivalent à .

Pour les courants alternatifs on définit aussi la puissance moyenne et la puissance efficace. Elles s'expriment également en watts.

Watt électrique et watt thermique 

Les termes techniques  (We) et  (Wt ou Wth) correspondent à la puissance produite sous forme électrique et sous forme thermique, respectivement. Leurs multiples sont le mégawatt électrique (MWe) et le gigawatt électrique (GWe), et le mégawatt thermique (MWt ou MWth) et le gigawatt thermique (GWt ou GWth).

Cette précision est utilisée couramment pour distinguer la production électrique de la dissipation thermique d'une centrale. La puissance d'une centrale est généralement exprimée sous forme de puissance électrique. La puissance thermique d'une centrale nucléaire est typiquement trois fois sa puissance électrique. La différence correspondant au rendement thermodynamique (directement lié à la température de fonctionnement) et aux pertes de conversion, étant donné que la transformation d'énergie thermique en énergie électrique ne peut se faire qu'avec des pertes (rendement de l'ordre de ). Elle explique le besoin de refroidissement important des centrales thermiques. Par exemple, la centrale nucléaire d'Embalse en Argentine génère  de chaleur () pour seulement  d'électricité ().

Cet usage (de symboles munis d'indices) n'est pas recommandé par le Bureau international des poids et mesures (BIPM), qui considère qu'il n'y a qu'un seul watt : c'est la quantité mesurée qui change, pas l'unité utilisée pour la mesure. De façon générale, .

Watt lumineux 

Le watt peut avoir deux significations en matière de caractérisation de la lumière :
 en physique, il mesure le flux énergétique ;
 il a longtemps été, abusivement, utilisé comme unité de mesure de luminosité des lampes à incandescence à partir de leur consommation électrique — cette correspondance entre luminosité et consommation électrique a, en principe, disparu. Avec les ampoules fluocompactes et les LED voit arriver l'usage des mesures d'intensité lumineuse en candelas et de flux lumineux en lumens.

Notes et références

Voir aussi

Articles connexes 
 James Watt
 Articles sur les grandeurs utilisant le watt : Puissance, Watt-crête, Négawatt.
 Articles sur les unités dérivées : Watt par mètre carré, Watt par mètre-kelvin, Watt par mètre carré-kelvin.

 
Unité dérivée du SI
Unité de mécanique
Unité de mesure électromagnétique