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Calculateur – Convertisseurs et physique

Convertisseur d’unités de gaz : m³ ↔ kWh ↔ therms ↔ MMBtu ↔ kg

Convertit n’importe quelle quantité de gaz naturel, GNL, propane, butane, biométhane ou hydrogène entre volume (m³, Nm³, ft³, ccf, Mcf), énergie (kWh, MJ, GJ, therm, BTU, MMBtu) et masse ou volume liquide, en PCS ou en PCI.

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Résultats

1 000 m³ de Gaz naturel (réseau) = 10 972,2 kWh (base PCS, 39,5 MJ/m³ PCS).
1 000 m³ =
10 972,2kWh
Énergie
10 972kWh (PCS)
Énergie
39,5GJ
Therms
374,388
MMBtu
37,4388
Volume standard
1 000Sm³
Pieds cubes
35 315ft³
Masse
757kg
En liquide
1 682,2litres
s’il est liquéfié (GNL)
CO₂ à la combustion
2 081,8kg
stœchiométrique, fossile

1 000 m³ dans toutes les unités

UnitéValeur1 m³ =
Mètres cubes (Sm³, 15 °C)1 0001
Mètres cubes normaux (Nm³, 0 °C)947,9440,947944
Pieds cubes (ft³)35 314,735,3147
Centaines de pieds cubes (ccf)353,1470,353147
Milliers de pieds cubes (Mcf)35,31470,0353147
Kilowattheures (kWh)10 972,210,9722
Mégawattheures (MWh)10,97220,0109722
Mégajoules (MJ)39 50039,5
Gigajoules (GJ)39,50,0395
Therms (thm)374,3880,374388
Décatherms (Dth)37,43880,0374388
British thermal units (BTU)37 438 80037 438,8
Millions de BTU (MMBtu)37,43880,0374388
Kilogrammes (kg)7570,757
Tonnes (t)0,7570,000757
Livres (lb)1 668,91,6689
Litres de liquide (GNL/GPL)1 682,221,68222
Gallons US de liquide444,3960,444396

Référence : une unité de chaque gaz (PCS)

GazMJ/Sm³kWh/Sm³MJ/kgkWh/kgkg/Sm³PCI/PCS
Gaz naturel (réseau)39,510,9752,214,490,7570,902
GNL (gaz naturel regazéifié)40,511,2554150,750,903
Propane (GPL)9526,3950,313,981,8870,92
Butane (GPL)12233,8949,613,782,460,923
Biométhane (biogaz épuré)37,810,55214,440,7270,9
Hydrogène12,13,3614239,450,0850,846
  • Les volumes sont des m³ standard à 15 °C et 1,01325 bar ; un Nm³ (0 °C) contient 5,5 % de gaz en plus. Les ft³ américains se mesurent en général à 60 °F, quasiment la même chose que 15 °C.
  • La composition du gaz naturel varie : le gaz H russe ou norvégien fait environ 39–41 MJ/m³ PCS, le gaz L néerlandais environ 35, les cargaisons de GNL 39–43. Pour un résultat exact, prenez la valeur indiquée sur votre facture.
  • 1 therm = 100 000 BTU = 29,3071 kWh · 1 MMBtu = 10 therms = 1,055 GJ · 1 kWh = 3,6 MJ = 3 412 BTU.

Comment fonctionne ce convertisseur d’unités de gaz

Le gaz s’achète et se vend dans un mélange d’unités déroutant. Votre compteur compte des mètres cubes ou des pieds cubes, votre facture des kWh ou des therms, les traders cotent en MMBtu, les méthaniers transportent des tonnes, et le propane est livré au litre ou au gallon. Ces unités mesurent trois grandeurs différentes (volume, énergie et masse) : on ne peut passer de l’une à l’autre qu’en connaissant les propriétés du gaz.

Ici, chaque conversion passe par une seule grandeur, l’énergie en mégajoules sur base PCS. Votre saisie devient des MJ, et les MJ deviennent l’unité cible. Trois propriétés du gaz choisi le permettent :

  • le pouvoir calorifique supérieur (MJ par mètre cube normalisé), qui relie volume et énergie ;
  • la masse volumique du gaz (kg par mètre cube normalisé), qui relie volume et masse ;
  • la masse volumique du liquide (kg par litre), pour le GNL et le GPL à l’état liquide.

Choisissez gaz naturel, GNL, propane, butane, biométhane ou hydrogène, et ces valeurs se remplissent automatiquement. Vous pouvez les modifier dans les options avancées pour coller à la spécification de votre fournisseur. Le sélecteur de base énergétique affiche les unités d’énergie en PCS (comme sur les factures) ou en PCI (comme dans les statistiques de l’AIE et de l’UE). Le tableau complet donne votre quantité dans les 18 unités à la fois.

La formule

Énergie (MJ, PCS) = V(Sm³) × CV Masse (kg) = V(Sm³) × ρ_gas Volume liquide (L) = Masse ÷ ρ_liquid

1 Nm³ = 1.0549 Sm³ 1 ft³ = 0.0283168 m³ 1 kWh = 3.6 MJ 1 therm = 100,000 BTU = 29.3071 kWh 1 MMBtu = 293.071 kWh Énergie PCI = énergie PCS × (NCV/GCV) ≈ 0.90 pour le gaz naturel

Exemple chiffré

Les valeurs par défaut convertissent 1 000 m³ de gaz naturel de réseau à 39,5 MJ/m³ PCS :

  • Énergie = 1 000 × 39,5 = 39 500 MJ = 10 972 kWh (39,5 GJ)
  • En therms : 10 972 ÷ 29,3071 = 374,4 therms, soit 37,44 MMBtu
  • En pieds cubes : 1 000 ÷ 0,0283168 = 35 315 ft³ (35,3 Mcf)
  • Masse à 0,757 kg/m³ : 757 kg ; liquéfiée en GNL à 0,45 kg/L, elle occuperait environ 1 682 litres, soit à peu près 600 fois moins de place que le gaz
  • Sa combustion rejette environ 2 080 kg de CO₂

Passez la base en PCI et le même gaz affiche environ 9 900 kWh. Mêmes molécules, autre convention comptable.

Comment lire les résultats

  • La vignette principale affiche votre quantité dans l’unité cible.
  • Les vignettes donnent les équivalents les plus utilisés : kWh, GJ, therms, MMBtu, volume normalisé, pieds cubes, masse et volume liquide.
  • Le tableau « dans toutes les unités » indique aussi à quoi correspond une unité de votre saisie, pratique si vous montez votre propre tableur.
  • Le tableau de référence compare les gaz par mètre cube et par kilogramme. Remarquez que le propane contient environ 2,4 fois plus d’énergie par mètre cube que le gaz naturel, et l’hydrogène moins d’un tiers. Par kilogramme, en revanche, l’hydrogène est de loin le plus dense en énergie.

Valeurs habituelles

Gaz PCS (MJ/m³) kWh par m³ kWh par kg Masse volumique (kg/m³)
Gaz naturel, gaz H 38–42 10,5–11,7 14–15 0,72–0,80
Gaz naturel, gaz L (néerlandais) 33–36 9,2–10,0 12–13 0,78–0,83
GNL (regazéifié) 39–43 10,8–11,9 15 0,73–0,78
Propane ≈ 95 ≈ 26,4 ≈ 14,0 1,88
Butane ≈ 122 ≈ 33,9 ≈ 13,8 2,46
Hydrogène ≈ 12,1 ≈ 3,4 ≈ 39,4 0,085

Conseils pour des conversions justes

  • Utilisez le pouvoir calorifique de votre facture. Le gestionnaire de réseau le mesure en continu, et il peut s’écarter de quelques pour cent de la valeur par défaut.
  • Vérifiez les conditions de référence. Les contrats industriels utilisent souvent des Nm³ (0 °C), alors que les compteurs domestiques mesurent en pratique vers 15 °C. Les confondre entraîne une erreur de 5,5 %.
  • Sachez sur quelle base travaille votre source. Comparer un rendement de chaudière sur PCI à un prix du gaz sur PCS gonfle le rendement apparent d’environ 10 %. C’est pour cela que les chaudières à condensation peuvent afficher « plus de 100 % de rendement » sur PCI.
  • Pour une facture, utilisez le calculateur de facture. La facturation domestique ajoute un coefficient de correction de volume ; le calculateur de coût du gaz l’applique pour vous.
  • Vous comparez des énergies ? La comparaison des coûts de chauffage ramène chaque combustible à un coût par kWh utile.

Limites

Les conversions qui font intervenir un volume ou une masse dépendent de la composition du gaz, qui varie selon l’origine et dans le temps ; les valeurs par défaut sont représentatives, pas exactes. La masse volumique et le pouvoir calorifique sont considérés comme fixes aux conditions normalisées : le convertisseur ne traite ni les bouteilles sous pression ni la compressibilité des gaz réels à haute pression. Les GPL sont souvent des mélanges propane–butane ; pour un mélange, saisissez des valeurs intermédiaires dans les options avancées. Les chiffres de CO₂ ne couvrent que les émissions stœchiométriques de combustion et excluent les fuites de méthane en amont.

En cas de litige sur une facture, utilisez toujours le pouvoir calorifique et le coefficient de correction imprimés sur la facture elle-même, car les fournisseurs publient des moyennes journalières ou mensuelles pour chaque zone de réseau. Pour le négoce ou les contrats de GNL, vérifiez si les prix sont cotés par MMBtu sur base PCS (convention américaine et asiatique) ou par MWh sur base PCS (hubs européens comme le TTF et le NBP), et convertissez avec la même base des deux côtés.

Méthode et hypothèses

Chaque quantité est d’abord convertie en énergie PCS en MJ : volume × pouvoir calorifique ; masse ÷ masse volumique × PC ; litres de liquide × masse volumique du liquide ÷ masse volumique du gaz × PC. Les unités d’énergie se convertissent directement (les valeurs PCI sont divisées par le rapport PCI/PCS). L’unité cible est ensuite calculée en sens inverse.

Questions fréquentes

Combien de kWh dans un mètre cube de gaz naturel ?
Environ 10,5 à 11,5 kWh sur une base supérieure (PCS). Avec un pouvoir calorifique courant de 39,5 MJ par mètre cube normalisé, 1 m³ contient 39,5 ÷ 3,6 = 10,97 kWh. Sur une base inférieure (PCI), c’est environ 10 % de moins, autour de 9,9 kWh.
Combien de kWh dans un therm ?
Exactement 29,3071 kWh. Un therm est défini comme 100 000 British thermal units, et 1 kWh = 3 412,14 BTU. Dix therms font un dekatherm, qui équivaut à un MMBtu (1,055 GJ).
Quelle différence entre m³, Nm³ et Sm³ ?
Il s’agit du même volume de gaz mesuré dans des conditions de référence différentes. Les mètres cubes standard (Sm³) se rapportent à 15 °C et 1,01325 bar ; les mètres cubes normaux (Nm³) à 0 °C et à la même pression. Comme le gaz se contracte à froid, un Nm³ contient environ 5,5 % de gaz en plus qu’un Sm³.
Quelle différence entre pouvoir calorifique supérieur et inférieur ?
La combustion du gaz naturel produit de la vapeur d’eau. Le pouvoir calorifique supérieur (PCS) compte la chaleur libérée quand cette vapeur se condense ; le pouvoir calorifique inférieur (PCI) ne la compte pas. Pour le gaz naturel, PCI ≈ 90 % du PCS ; pour le propane, environ 92 %. Les factures britanniques et américaines utilisent le PCS ; les statistiques énergétiques de l’AIE et d’Eurostat utilisent en général le PCI.
Combien de mètres cubes de gaz dans une tonne de GNL ?
Environ 1 300 à 1 400 mètres cubes normalisés, selon la composition du GNL. Une tonne de GNL contient environ 54 GJ (PCS), soit près de 15 000 kWh ou 51 MMBtu.
Combien d’énergie dans un gallon de propane ?
Environ 91 500 BTU (PCS), soit près de 26,8 kWh. Un gallon américain de propane liquide pèse environ 1,92 kg (4,2 lb) à 15 °C.
Un Mcf équivaut-il à un MMBtu ?
Pas exactement, mais les deux sont proches. Mille pieds cubes (Mcf) de gaz de réseau américain courant contiennent environ 1,03 à 1,04 MMBtu. Le chiffre exact dépend du pouvoir calorifique du gaz, que vous pouvez régler dans les options avancées.

Sources et références

  1. EIA (États-Unis) : Units and calculators explained: natural gas
  2. DESNZ (Royaume-Uni) : Digest of UK Energy Statistics (DUKES), Annex A: energy and commodity balances, conversion factors
  3. NIST : Guide for the Use of the International System of Units (SI), Special Publication 811

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