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Université de Béchar
Laboratoire des Études Énergétiques en Zones Arides
Équipe Modélisation & Simulation des Systèmes
Pr. TAMALI Mohammed,
Université de Béchar | FacTech
(ENERGARID Lab./SimulIA)
Projet National de Recherche SITI
Pour une didactique BIO
(Pédagogie et efficacité énergetique)
1
Présentation
The University of Bechar was born in 1986 as the National Institutes of Higher
Education (INES), in 1992 it becomes University Center and on January 1th 2007, it
was officially declared as a university. Since then, many research teams have seen the
day. In 2011, The Laboratory for Energetical Systems Studies Applied to Arid Zones
was run by a group of young and well motivated researchers, composed by seven
research teams, the main task was and still the solving real problems altering arid
zones, SimulIA is one of the lab teams. The workload of SimulIA concerns modeling
and simulating real systems in arid areas.
● Major research areas:
● Energy & Environment (Modeling & Simulation)
● Application & usage of heat transfer process in arid zones
● Energy usage and economy.
● 2D Mapping development of resources in arid zones.
SIMULIA for the task in the short term, to develop the computer code for modeling
and simulation which can be accessed online.
Website of the laboratory team: www.univ-bechar.dz/energarid/simulia
2
Plan
Généralités & Positionnement
Définitions fondamentales
Situation Algérienne actuelle
Études de cas
Modèle de solutions
Conclusions
3
Généralités & Positionnement
Les méthodologies utilisées par les humains, en rapport avec les tentatives de compréhension des
questions fondamentales qui nous entourent et que nous manipulons et prenons comme sujets dans
nos études, mettent la lumière sur la complexité de ces même systèmes .
Le niveau de complexité des ces systèmes est élevé, à un niveau où toutes les tentatives de
lancement de procédures expérimentales laissent et obligent à considérer des erreurs et encore plus,
les effets tangents. Selon la théorie de l’évaluation des performances, l’exigence ‘comprendre’ le
système n’a de réponse que si :
● Nous connaissant largement notre système que les exigences des études ultérieures sont
satisfaites.
● Nous avons des références, avec quoi comparer,
● Nous avons un historique susceptible d’être retracé,
● Il y a une possibilité pour faire de l’expérimentation.
Les trois premières conditions satisfont à elles-mêmes. Si telle est le cas, elles nous clarifient l’image.
Le quatrième critère exige que l’expérience se fasse effectivement pour que toutes les questions,
relatives au problème posé, soient élucidées. Ces variables sont les facteurs du systèmes et peuvent
évoluer selon des modalités proposées.
4
Généralités & Positionnement
Dans la réalité des choses, nous sommes, tout le
temps, confrontés à des situations nouvelles
où il est judicieusement nécessaire de prendre
une décision. Les mauvaises prises en
considération engendrent toujours et
inévitablement des conséquences désastreuses
dans le système provoquant ainsi des pertes en
énergie, en temps et en ressources.
Mais ... où réside la question ?
5
Généralités & Positionnement
Les méthodes éducatives valables au moment de la
prise en charge du système universitaire sont
nettement soupçonnées. Quitte à revoir, pour une
éventuelle qualification des fondements de
manœuvres, des travaux à entreprendre et des buts à
atteindre.
La pédagogie est les manières et les méthodes
d'enseignement propres à une discipline, à une
matière, à un ordre d'enseignement, à un
établissement d'enseignement ou à une philosophie
de l'éducation.
6
Définitions fondamentales
Le mot "pédagogie" vient du grec ancien ‘enfant’
et ‘conduire, mener, élever’.
Alors que l’énergie renouvelable est toute source
d'énergie se renouvelant assez rapidement pour être
considérée comme inépuisable à l'échelle de temps
humaine.
le caractère renouvelable d'une énergie dépend non
seulement de la vitesse à laquelle la source se
régénère, mais aussi de la vitesse à laquelle elle est
consommée.
7
Définitions fondamentales
Triangle pédagogique, le formalisme
8
Définitions fondamentales
Triangle pédagogique, les relations réactives 9
Définitions fondamentales
D’après Adrien Douady
(1935-2006), mathématicien
français,
‘la didactique des mathématiques
est l'étude des processus de
transmission et d'acquisition des
différents contenus de cette
science décrivant et expliquant les
phénomènes relatifs aux rapports
entre son enseignement et son
apprentissage (1984).
Didactique se dit de ce qui vise à
l'explicitation méthodique d'un art, d'une
science, de quelqu'un qui poursuit ce but dans
ses propos, son attitude : Il est très didactique
dans sa manière d'exposer une question.
D’après LAROUSSE
La didactique est une
réflexion sur la
transmission des savoirs,
alors que la pédagogie
est orientée vers les
pratiques d’élèves en
classe.
Adrien Douady.
Didactique & Pédagogie, les liens
10
Définitions fondamentales Il est donc aussi question de méthodes:
● expositives : forme d'un exposé,
● démonstratives : exercices
d'application,
● interrogatives : questions -
réponses
● actives : situations où l'action et
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prédomineront.
Les choix techniques opérés par
l'enseignant en fonction des éléments de
connaissance qu'il souhaite inculquer
relève du champ didactique. Ainsi, le
"jeu" mené entre l'enseignant, l'élève et
le savoir, semble pouvoir composer un
SYSTÈME.
Le système didactique.
11
Définitions fondamentales
Vcons << Vregen
12
Définitions fondamentales
13
Définitions & Étymologie
Techniques d’évaluation des performances
Académiquement, ces techniques sont :
1. L’expertise (Connaissance et savoir de l’expert)
2. Les Benchmarks (Étalons validés de mesures)
3. La simulation (à l’aide de modèle approprié)
4. La mesure (à l’aide d’outils adaptés de la métrologique)
Les mots clés restent à identifier. Dans le cadre des EnR, les mots
qui ressortent sont :
ÉNERGIE
PRODUCTION
UTILITÉ
RÉGÉNÉRATION
CONSOMMATION
EFFICACITÉ
ENVIRONNEMENT
14
Situation Algérienne actuelle
Selon le Ministère des mines, les ressources Algériennes sont évaluées :
Energie solaire : dépasse les 5 milliards de GWh. la Moyenne Nationale Shoriz. (1m2)=5KWh
soit 1700 KWh/m2/an au Nord, 2263 KWh/m2/an au Sud du pays.
Energie du vents : Vitesse Moyenne modérée (2 à 6 m/s). convient pour le pompage de l’eau
sur les Hauts Plateaux.
La géothermie : >200 sources chaudes inventoriées au Nord du Pays. ⅓ soit (33%) pour une
Tmoy>45°C, d’autres sources à T>118°C dans la région de Biskra.
En hydraulique : des pluies importantes>=65 Milliard de m3, mais avec efficacité réduite.
La biomasse : Forêt avec un potentiel=37 MTep récupérable à 10%. Les déchets urbains et
agricoles avec un Potentiel=1.33 MTep/an.
Un plan d’action de plus de 60 Milliards de dollars étalé de 2013 à 2030.
L’Algérie mène réellement beaucoup de projets relatifs aux EnR.
Mais moins d'investissement sur le plan pédagogique, Moins nettement de réflexions sur les
orientations à instaurer pour la recherche (PNR, Équipes de recherche, CNEPRU, et autres
projets). De même une inexistence d’un accompagnement statistique ferme, pertinent et
actuel.
15
Études de cas
16
Démarche Systémique
Critère de l’évaluation.
Carburant, Prix du carburant
Poids du véhicule/Poids des occupants
Prix du véhicule
Moyenne du Nombre
d'occupants/itinéraire
Nécessité de la vitesse/But de base.
Procédure qualification des objectifs
Les compétences ne sont justifiées, ni même
prouvées par le moyen.
L’observation est l’élément clé.
But :
Déterministe
Planification
Documenter
Former
Maintenir
Études de cas
Lancement de Start-Up & Business Plan
Qui, quoi?
Comment fait-on?
Pourquoi?
Réalité !
Canevas LMD
Avec aucune
Valeur ajoutée
 Objectifs/Buts
 Public cible
 Plateforme accueil
 Statistiques
 Economie
17
Démarche Incitatrice/plan
d’action/Accompagnement
Thématiques
Projets peu
valables et avec
aucun objectif,
Apprenant induit
par la promotion
de l’encadreur
Études de cas
v : volume horaire journalier moyen réservé aux activités affaires.
v=Vj - (k1*vfm+k2*ved+k3*vspr+k4*vsom+k5*tm+k6*vlect+k7*vassoc)
On cherche à augmenter v de telles sortes que l’espace temporel réservé aux affaires soit le maximal.
Sauf Vj, tous les paramètres à droite peuvent être considérés, pour une première approximation, des
variables indépendantes. Chacune peut être prise comme paramètres à étudier pour évaluer les
performances du système. Les ki sont des coefficients de pondération.
On cherche Rbénéfices=v*ghor.moy; Revenus par rapport au gain horaire moyen
18
Etude économique & Problème de incubateur projet porteur
La majorité des parcours ne font allusion à un contenu
qui étudie économiquement un sujet de technologie
Démarche Fiabilité/Optimisation
Pédagogie par le fait
et le scénario
incitateur.
L’apprenant est plus
convaincu par la
preuve que le
discours.
Pédagogie
responsabilisatrice
Études de cas
Exemples de déchets :
Solides, Ménagers, Industriels
Spéciaux.
Bourse aux déchets
HPQ & HPGF
Achat de conventions BIO
Equivalents CO2 évité
Cartographie
19
Ile au Nylon, Pacifique
Tortue, plastique
Cycle de vie produit
Action Associative
Notions de recyclage & Valorisation des déchets.
Culture Informative
Études de cas
Modélisation x Simulation
La modélisation s’appuie sur une
formalisation pour faire aboutir
l’opérateur à un modèle.
L’OBSERVATION est toujours le premier
pas à entreprendre.
La simulation note la confiance qu’a un
modèle pour expliquer le phénomène
derrière.
20
Bio-digesteur maison
GNU Octave (GPL)
Matlab Simulink
(Licence propriétaire)
Cluster-Cloud HPC
L’étude
expérimentale
reste pour toujours
le moyen, par
défaut, validateur
des idées.
Études de cas
Notions de QdS & END (La maintenabilité du systèmes).
Mois Jan Fev Mar Avr Mai Jui Jui Aou Sep Oct Nov Dec
END
(KWh)
0 0 2898,01 0 219,48 5891,18 2441 1204,90 2767 3904 442,14 8276
ri
(heures)
0 0 1,433 0 0,1 1,16 0,5 0,28 0,78 0,63 0,17 1,45
λi 0 0 0,0145 0 0,0130 0,055 0,040 0,053 0,027 0,062 0,021 0,0672
END pour l’un des départs vers Béni-Abbes
Le tableau illustre les valeurs de l’END (KWh) et
les temps de réparation (heures) ainsi que le
taux de défaillance (défaut/heure) du départ
durant l’exercice 2008.
21
On distingue,
toujours, une
puissance installée
par rapport à une
autre réellement
produite ou
consommée.
Rendement/Robustesse
Modèles de solutions
Ensemble de ressources
pédagogiques publiées sur
SlideShare (actuellement en 11
chapitres)
22
UBechar (SimulIA)
Sarl SUD EXPRESS
Calcul HPC à travers Internet)
Conclusions
Pour entreprendre des actions sures et avec impact réel, la méthodologie est d’une grande
importance. C’est, en d’autres termes, ce qui justifie le prix payé avant d’atteindre le but.
L’adaptation d’une stratégie d’observation nous permet de délimiter la zone à adopter pour
entamer nos études.
Juger, c’est la dernière action mais appréhender en est la première. Les améliorations que nous
affectons à un système, ne sont acceptables que si l’on a, à priori, bien collecté toutes les
informations relatives à la composition, au fonctionnement et à la dépendance vis-à-vis des
systèmes adjacents (exemple de Notions de EnR et Didactique des EnR).
Le coût encourut, si l’erreur est commise, peut être fatale, pas seulement sur une société particulière
mais aussi sur toutes les sociétés et les activités humaines de ce que nous prétendons juste.
Garder l’équilibre universelle est une affaire primordiale. L’observation scientifique, la
modélisation et la simulation sont des outils de manœuvres, beaucoup importants, mais pas plus.
Leur optimisation reste pour toujours une question de possibilités offertes à l’opérateur pour
améliorer selon son besoin et sans enfreindre à l’équilibre des compositions et relations totales.
Les libertés de l’introduction d’une certaine mise à jour est toujours valable, sauf nécessité de
garantir la non interférence avec la sûreté des ensembles voisins.
23
MERCI POUR VOTRE ATTENTION
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24

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Sipe12 : Pour une didactique BIO (Pédagogie & Efficaité energetique)

  • 1. Université de Béchar Laboratoire des Études Énergétiques en Zones Arides Équipe Modélisation & Simulation des Systèmes Pr. TAMALI Mohammed, Université de Béchar | FacTech (ENERGARID Lab./SimulIA) Projet National de Recherche SITI Pour une didactique BIO (Pédagogie et efficacité énergetique) 1
  • 2. Présentation The University of Bechar was born in 1986 as the National Institutes of Higher Education (INES), in 1992 it becomes University Center and on January 1th 2007, it was officially declared as a university. Since then, many research teams have seen the day. In 2011, The Laboratory for Energetical Systems Studies Applied to Arid Zones was run by a group of young and well motivated researchers, composed by seven research teams, the main task was and still the solving real problems altering arid zones, SimulIA is one of the lab teams. The workload of SimulIA concerns modeling and simulating real systems in arid areas. ● Major research areas: ● Energy & Environment (Modeling & Simulation) ● Application & usage of heat transfer process in arid zones ● Energy usage and economy. ● 2D Mapping development of resources in arid zones. SIMULIA for the task in the short term, to develop the computer code for modeling and simulation which can be accessed online. Website of the laboratory team: www.univ-bechar.dz/energarid/simulia 2
  • 3. Plan Généralités & Positionnement Définitions fondamentales Situation Algérienne actuelle Études de cas Modèle de solutions Conclusions 3
  • 4. Généralités & Positionnement Les méthodologies utilisées par les humains, en rapport avec les tentatives de compréhension des questions fondamentales qui nous entourent et que nous manipulons et prenons comme sujets dans nos études, mettent la lumière sur la complexité de ces même systèmes . Le niveau de complexité des ces systèmes est élevé, à un niveau où toutes les tentatives de lancement de procédures expérimentales laissent et obligent à considérer des erreurs et encore plus, les effets tangents. Selon la théorie de l’évaluation des performances, l’exigence ‘comprendre’ le système n’a de réponse que si : ● Nous connaissant largement notre système que les exigences des études ultérieures sont satisfaites. ● Nous avons des références, avec quoi comparer, ● Nous avons un historique susceptible d’être retracé, ● Il y a une possibilité pour faire de l’expérimentation. Les trois premières conditions satisfont à elles-mêmes. Si telle est le cas, elles nous clarifient l’image. Le quatrième critère exige que l’expérience se fasse effectivement pour que toutes les questions, relatives au problème posé, soient élucidées. Ces variables sont les facteurs du systèmes et peuvent évoluer selon des modalités proposées. 4
  • 5. Généralités & Positionnement Dans la réalité des choses, nous sommes, tout le temps, confrontés à des situations nouvelles où il est judicieusement nécessaire de prendre une décision. Les mauvaises prises en considération engendrent toujours et inévitablement des conséquences désastreuses dans le système provoquant ainsi des pertes en énergie, en temps et en ressources. Mais ... où réside la question ? 5
  • 6. Généralités & Positionnement Les méthodes éducatives valables au moment de la prise en charge du système universitaire sont nettement soupçonnées. Quitte à revoir, pour une éventuelle qualification des fondements de manœuvres, des travaux à entreprendre et des buts à atteindre. La pédagogie est les manières et les méthodes d'enseignement propres à une discipline, à une matière, à un ordre d'enseignement, à un établissement d'enseignement ou à une philosophie de l'éducation. 6
  • 7. Définitions fondamentales Le mot "pédagogie" vient du grec ancien ‘enfant’ et ‘conduire, mener, élever’. Alors que l’énergie renouvelable est toute source d'énergie se renouvelant assez rapidement pour être considérée comme inépuisable à l'échelle de temps humaine. le caractère renouvelable d'une énergie dépend non seulement de la vitesse à laquelle la source se régénère, mais aussi de la vitesse à laquelle elle est consommée. 7
  • 10. Définitions fondamentales D’après Adrien Douady (1935-2006), mathématicien français, ‘la didactique des mathématiques est l'étude des processus de transmission et d'acquisition des différents contenus de cette science décrivant et expliquant les phénomènes relatifs aux rapports entre son enseignement et son apprentissage (1984). Didactique se dit de ce qui vise à l'explicitation méthodique d'un art, d'une science, de quelqu'un qui poursuit ce but dans ses propos, son attitude : Il est très didactique dans sa manière d'exposer une question. D’après LAROUSSE La didactique est une réflexion sur la transmission des savoirs, alors que la pédagogie est orientée vers les pratiques d’élèves en classe. Adrien Douady. Didactique & Pédagogie, les liens 10
  • 11. Définitions fondamentales Il est donc aussi question de méthodes: ● expositives : forme d'un exposé, ● démonstratives : exercices d'application, ● interrogatives : questions - réponses ● actives : situations où l'action et l'initiative de l'apprenant prédomineront. Les choix techniques opérés par l'enseignant en fonction des éléments de connaissance qu'il souhaite inculquer relève du champ didactique. Ainsi, le "jeu" mené entre l'enseignant, l'élève et le savoir, semble pouvoir composer un SYSTÈME. Le système didactique. 11
  • 14. Définitions & Étymologie Techniques d’évaluation des performances Académiquement, ces techniques sont : 1. L’expertise (Connaissance et savoir de l’expert) 2. Les Benchmarks (Étalons validés de mesures) 3. La simulation (à l’aide de modèle approprié) 4. La mesure (à l’aide d’outils adaptés de la métrologique) Les mots clés restent à identifier. Dans le cadre des EnR, les mots qui ressortent sont : ÉNERGIE PRODUCTION UTILITÉ RÉGÉNÉRATION CONSOMMATION EFFICACITÉ ENVIRONNEMENT 14
  • 15. Situation Algérienne actuelle Selon le Ministère des mines, les ressources Algériennes sont évaluées : Energie solaire : dépasse les 5 milliards de GWh. la Moyenne Nationale Shoriz. (1m2)=5KWh soit 1700 KWh/m2/an au Nord, 2263 KWh/m2/an au Sud du pays. Energie du vents : Vitesse Moyenne modérée (2 à 6 m/s). convient pour le pompage de l’eau sur les Hauts Plateaux. La géothermie : >200 sources chaudes inventoriées au Nord du Pays. ⅓ soit (33%) pour une Tmoy>45°C, d’autres sources à T>118°C dans la région de Biskra. En hydraulique : des pluies importantes>=65 Milliard de m3, mais avec efficacité réduite. La biomasse : Forêt avec un potentiel=37 MTep récupérable à 10%. Les déchets urbains et agricoles avec un Potentiel=1.33 MTep/an. Un plan d’action de plus de 60 Milliards de dollars étalé de 2013 à 2030. L’Algérie mène réellement beaucoup de projets relatifs aux EnR. Mais moins d'investissement sur le plan pédagogique, Moins nettement de réflexions sur les orientations à instaurer pour la recherche (PNR, Équipes de recherche, CNEPRU, et autres projets). De même une inexistence d’un accompagnement statistique ferme, pertinent et actuel. 15
  • 16. Études de cas 16 Démarche Systémique Critère de l’évaluation. Carburant, Prix du carburant Poids du véhicule/Poids des occupants Prix du véhicule Moyenne du Nombre d'occupants/itinéraire Nécessité de la vitesse/But de base. Procédure qualification des objectifs Les compétences ne sont justifiées, ni même prouvées par le moyen. L’observation est l’élément clé. But : Déterministe Planification Documenter Former Maintenir
  • 17. Études de cas Lancement de Start-Up & Business Plan Qui, quoi? Comment fait-on? Pourquoi? Réalité ! Canevas LMD Avec aucune Valeur ajoutée  Objectifs/Buts  Public cible  Plateforme accueil  Statistiques  Economie 17 Démarche Incitatrice/plan d’action/Accompagnement
  • 18. Thématiques Projets peu valables et avec aucun objectif, Apprenant induit par la promotion de l’encadreur Études de cas v : volume horaire journalier moyen réservé aux activités affaires. v=Vj - (k1*vfm+k2*ved+k3*vspr+k4*vsom+k5*tm+k6*vlect+k7*vassoc) On cherche à augmenter v de telles sortes que l’espace temporel réservé aux affaires soit le maximal. Sauf Vj, tous les paramètres à droite peuvent être considérés, pour une première approximation, des variables indépendantes. Chacune peut être prise comme paramètres à étudier pour évaluer les performances du système. Les ki sont des coefficients de pondération. On cherche Rbénéfices=v*ghor.moy; Revenus par rapport au gain horaire moyen 18 Etude économique & Problème de incubateur projet porteur La majorité des parcours ne font allusion à un contenu qui étudie économiquement un sujet de technologie Démarche Fiabilité/Optimisation
  • 19. Pédagogie par le fait et le scénario incitateur. L’apprenant est plus convaincu par la preuve que le discours. Pédagogie responsabilisatrice Études de cas Exemples de déchets : Solides, Ménagers, Industriels Spéciaux. Bourse aux déchets HPQ & HPGF Achat de conventions BIO Equivalents CO2 évité Cartographie 19 Ile au Nylon, Pacifique Tortue, plastique Cycle de vie produit Action Associative Notions de recyclage & Valorisation des déchets. Culture Informative
  • 20. Études de cas Modélisation x Simulation La modélisation s’appuie sur une formalisation pour faire aboutir l’opérateur à un modèle. L’OBSERVATION est toujours le premier pas à entreprendre. La simulation note la confiance qu’a un modèle pour expliquer le phénomène derrière. 20 Bio-digesteur maison GNU Octave (GPL) Matlab Simulink (Licence propriétaire) Cluster-Cloud HPC L’étude expérimentale reste pour toujours le moyen, par défaut, validateur des idées.
  • 21. Études de cas Notions de QdS & END (La maintenabilité du systèmes). Mois Jan Fev Mar Avr Mai Jui Jui Aou Sep Oct Nov Dec END (KWh) 0 0 2898,01 0 219,48 5891,18 2441 1204,90 2767 3904 442,14 8276 ri (heures) 0 0 1,433 0 0,1 1,16 0,5 0,28 0,78 0,63 0,17 1,45 λi 0 0 0,0145 0 0,0130 0,055 0,040 0,053 0,027 0,062 0,021 0,0672 END pour l’un des départs vers Béni-Abbes Le tableau illustre les valeurs de l’END (KWh) et les temps de réparation (heures) ainsi que le taux de défaillance (défaut/heure) du départ durant l’exercice 2008. 21 On distingue, toujours, une puissance installée par rapport à une autre réellement produite ou consommée. Rendement/Robustesse
  • 22. Modèles de solutions Ensemble de ressources pédagogiques publiées sur SlideShare (actuellement en 11 chapitres) 22 UBechar (SimulIA) Sarl SUD EXPRESS Calcul HPC à travers Internet)
  • 23. Conclusions Pour entreprendre des actions sures et avec impact réel, la méthodologie est d’une grande importance. C’est, en d’autres termes, ce qui justifie le prix payé avant d’atteindre le but. L’adaptation d’une stratégie d’observation nous permet de délimiter la zone à adopter pour entamer nos études. Juger, c’est la dernière action mais appréhender en est la première. Les améliorations que nous affectons à un système, ne sont acceptables que si l’on a, à priori, bien collecté toutes les informations relatives à la composition, au fonctionnement et à la dépendance vis-à-vis des systèmes adjacents (exemple de Notions de EnR et Didactique des EnR). Le coût encourut, si l’erreur est commise, peut être fatale, pas seulement sur une société particulière mais aussi sur toutes les sociétés et les activités humaines de ce que nous prétendons juste. Garder l’équilibre universelle est une affaire primordiale. L’observation scientifique, la modélisation et la simulation sont des outils de manœuvres, beaucoup importants, mais pas plus. Leur optimisation reste pour toujours une question de possibilités offertes à l’opérateur pour améliorer selon son besoin et sans enfreindre à l’équilibre des compositions et relations totales. Les libertés de l’introduction d’une certaine mise à jour est toujours valable, sauf nécessité de garantir la non interférence avec la sûreté des ensembles voisins. 23
  • 24. MERCI POUR VOTRE ATTENTION Le développement durable = utilisabilité rationnelle des ressources EnR et non EnR Trouver LA bonne Observation et valider une Conception 24