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CI10 : Amélioration de lefficacité énergétique CI8 : formes et caractéristiques de lénergie CI10 : Amélioration de lefficacité énergétique CI8 : formes.

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2 CI10 : Amélioration de lefficacité énergétique CI8 : formes et caractéristiques de lénergie CI10 : Amélioration de lefficacité énergétique CI8 : formes et caractéristiques de lénergie Activité 1 Exploitation de léclairage naturel Activité 4 Influence de lisolation thermique Activité 2 Optimisation type de lampe Activité 3 Gradateur de lumière Activité 5 Influence de lisolation thermique Comprendre les principes de la RT2012 Déplacement en agence immobilière, relevé des performances Présentation des relevés effectués Présentation des relevés effectués défi majeur du changement climatique Comment connaitre les performances énergétique dune habitation ? 4 Equipes délèves Restitution Choisir les technologies les plus performantes pour améliorer lefficacité énergétique Fiche synthèse Diagnostic des Performances énergétiques Problème technique à résoudre Phase dactivité et de recherche interactive Formalisation de savoirs Activité pratique de découverte Support didactique, réel ou virtuel, présent ou à distance Elève isolé ou élèves en binôme Structurati on des savoirs Résolution de problème technique Activité 6 Influence de lisolation thermique Problème technique à résoudre Phase dactivité et dapplication interactive Analyse des résultats Activité pratique de confortation Résolution de problème technique Etude de léclairage dun cabinet médical Simulation du comportement dun isolant Restitution Simuler un comportement et agir sur les paramètres du modèle pour faire des choix de solutions Simuler un comportement et agir sur les paramètres du modèle pour faire des choix de solutions Structuration des savoirs Thème : Energie dans lhabitat

3 COMPETENCES ATTENDUES Centres dIntérêts N°8 et N°10 Formes et caractéristiques de lénergie Amélioration de lefficacité énergétique CI8 CI10

4 JE RECYCLERAI En me facilitant la vie tout en améliorant mon confort Avec une logique de limitation de limpact sur lenvironnement

5 Activité 1 Exploitation de léclairage naturel Activité 4 Influence de lisolation thermique Activité 2 Optimisation type de lampe Activité 3 Gradateur de lumière Activité 5 Influence de lisolation thermique Comprendre les principes de la RT2012 Déplacement en agence immobilière, relevé des performances Présentation des relevés effectués Présentation des relevés effectués défi majeur du changement climatique Comment connaitre les performances énergétique dune habitation ? 4 Equipes délèves Restitution Choisir les technologies les plus performantes pour améliorer lefficacité énergétique Fiche synthèse Diagnostic des Performances énergétiques Problème technique à résoudre Phase dactivité et de recherche interactive Formalisation de savoirs Activité pratique de découverte Support didactique, réel ou virtuel, présent ou à distance Elève isolé ou élèves en binôme Structurati on des savoirs Résolution de problème technique Activité 6 Influence de lisolation thermique Problème technique à résoudre Phase dactivité et dapplication interactive Analyse des résultats Activité pratique de confortation Résolution de problème technique Etude de léclairage dun cabinet médical Simulation du comportement dun isolant Restitution Simuler un comportement et agir sur les paramètres du modèle pour faire des choix de solutions Simuler un comportement et agir sur les paramètres du modèle pour faire des choix de solutions Structuration des savoirs CI10 : Amélioration de lefficacité énergétique CI8 : formes et caractéristiques de lénergie CI10 : Amélioration de lefficacité énergétique CI8 : formes et caractéristiques de lénergie Thème : Energie dans lhabitat

6 Phase dappropriation : comprendre les principes de la RT2012 – 45 min Centres dIntérêts N°8 et N°10 Formes et caractéristiques de lénergie Amélioration de lefficacité énergétique PHENOMENE SOCIETAL – 10 min Hugo se pose beaucoup de questions : face au défi majeur du changement climatique, la France a pris des engagements en signant le protocole de Kyoto (Application en 2005). A lhorizon 2050, le secteur du bâtiment devra diviser par 4 ses émissions de CO2 (Facteur 4). Lénergie dans lhabitat Thème de séquence n°4

7 Lensemble de la classe se déplace en centre ville dAmiens pour cette situation, La classe est divisée en quatre groupes de cinq élèves, Le point de séparation de la classe est situé : Boulevard de belfort, Léquipe A se rend à lagence : agence G Agence IMMO, Léquipe B se rend à lagence : agence H Masset frères, Léquipe C se rend à lagence : agence D agence saint Acheul, Léquipe D se rend à lagence : agence B agence Foncia Goblet, Le point de ralliement des groupes est situé : Boulevard de belfort Centres dIntérêts N°8 et N°10 Formes et caractéristiques de lénergie Amélioration de lefficacité énergétique Lénergie dans lhabitat Thème de séquence n°4 Déplacement en agence immobilière – 2H Les informations seront toutes prises à lextérieur de lagence immobilière. Choisir 10 maisons individuelles non mitoyennes, Indiquer dans le tableau récapitulatif les données et résultats relevés, Type de maison : T5 (signifie 5 pièces principales), Lannée de construction (si possible), La surface habitable de la maison [m 2 ], La lette repère de la consommation énergétique (entre A et G), La valeur de cette consommation énergétique [kWh ep / m². an]

8 Centres dIntérêts N°8 et N°10 Formes et caractéristiques de lénergie Amélioration de lefficacité énergétique Lénergie dans lhabitat Thème de séquence n°4 Dossier élève pour la phase dinvestigation RepTypeAnnée Surface habitable [m 2 ] Repère de la lettre de la consommation (A G) Consommation énergétique [kWh ep / m². an] ExT E328 1 … 10 Déterminer la valeur moyenne des paramètres suivants : RepTypeAnnée Surface habitable [m 2 ] Repère de la lettre de la consommation (A G) Consommation énergétique [kWh ep / m². an] Moy.T………..……….. Que pensez-vous des classements (A G) de cette « maison moyenne » et de son coût annuel de chauffage et de production deau chaude sanitaire si le prix du kWh est de 0,10 Euros en 2012 ?

9 Centres dIntérêts N°8 et N°10 Formes et caractéristiques de lénergie Amélioration de lefficacité énergétique Structuration des connaissances – 1H Lénergie dans lhabitat Thème de séquence n°4 Restitution pour la phase dinvestigation A la maison : les élèves complètent en ligne une feuille de calcul disponible sur lENT. En classe : Ils présentent au reste de la classe les résultats de leurs relevés. RepTypeAnnée Surface Habitable [m 2 ] Repère de la consommation (A G) Consommation énergétique [kWh ep / m². an] Moy.T3x164 E Portée du diagnostic Diagnostic DPE 1. A quoi sert le diagnostic de performance énergétique ? 2. Les obligations légales 3. La phase de diagnostic 4. La portée du diagnostic Des arrêtés pour la performance énergétique

10 Activité 1 Exploitation de léclairage naturel Activité 4 Influence de lisolation thermique Activité 2 Optimisation type de lampe Activité 3 Gradateur de lumière Activité 5 Influence de lisolation thermique Comprendre les principes de la RT2012 Déplacement en agence immobilière, relevé des performances Présentation des relevés éffectués Présentation des relevés éffectués défi majeur du changement climatique Comment connaitre les performances énergétique dune habitation ? 4 Equipes délèves Restitution Choisir les technologies les plus performantes pour améliorer lefficacité énergétique Fiche synthèse Diagnostic des Performances énergétiques Problème technique à résoudre Phase dactivité et de recherche interactive Formalisation de savoirs Activité pratique de découverte Support didactique, réel ou virtuel, présent ou à distance Elève isolé ou élèves en binôme Structurati on des savoirs Résolution de problème technique Activité 6 Influence de lisolation thermique Problème technique à résoudre Phase dactivité et dapplication interactive Analyse des résultats Activité pratique de confortation Résolution de problème technique Etude de léclairage dun cabinet médical Simulation du comportement dun isolant Restitution Simuler un comportement et agir sur les paramètres du modèle pour faire des choix de solutions Simuler un comportement et agir sur les paramètres du modèle pour faire des choix de solutions Structuration des savoirs CI10 : Amélioration de lefficacité énergétique CI8 : formes et caractéristiques de lénergie CI10 : Amélioration de lefficacité énergétique CI8 : formes et caractéristiques de lénergie Thème : Energie dans lhabitat

11 Inventorier les solutions envisageables pour réduire sa consommation énergétique. Centres dIntérêts N°8 et N°10 Formes et caractéristiques de lénergie Amélioration de lefficacité énergétique Problème technique à résoudre Comment peut on réduire notre consommation dénergie par lutilisation déquipements performants ? Lénergie dans lhabitat Thème de séquence n°4 Phase dappropriation : rechercher des pistes de solutions

12 Cellule du luxmètre Conduit de Lumière Centres dIntérêts N°8 et N°10 Formes et caractéristiques de lénergie Amélioration de lefficacité énergétique Lénergie dans lhabitat Thème de séquence n°4 Activité 1 : La maîtrise des consommations déclairage par lintégration de la lumière naturelle. Dimensions de la pièce simulée : largeur = 4m ; profondeur = 6m ; hauteur = 3m. Caisson de simulation à léchelle 1/5 : 800mm x 1200mm x 600mm. Luxmètre Caisson de simulation Réaliser les relevés suivants : Mesurer léclairement à lextérieur du caisson « E ext ». (Cellule du luxmètre sur le caisson) E ext = ……….. Mesurer léclairement à lintérieur E int sur 15 points de la surface. Lightshelf MaquetteExpérimentations Zone 1Zone 2 Zone 3 Zone 4 Zone

13 Activité 1 : La maîtrise des consommations déclairage par lintégration de la lumière naturelle. Centres dIntérêts N°8 et N°10 Formes et caractéristiques de lénergie Amélioration de lefficacité énergétique Lénergie dans lhabitat Thème de séquence n°4 Maquette Documents ressources

14 Activité 1 : La maîtrise des consommations déclairage par lintégration de la lumière naturelle. Centres dIntérêts N°8 et N°10 Formes et caractéristiques de lénergie Amélioration de lefficacité énergétique Lénergie dans lhabitat Thème de séquence n°4 Documents ressources Maquette

15 Activité 2 : Maîtrise des consommations déclairage par une meilleure connaissance des sources de lumière artificielle. Centres dIntérêts N°8 et N°10 Formes et caractéristiques de lénergie Amélioration de lefficacité énergétique Lénergie dans lhabitat Thème de séquence n°4 Luxmètre Caisson de simulation Source lumineuse Cellule du luxmètre à lintérieur du caisson Maquette Exp é rimentations Essais: Mesures de l é clairage, de température et de consommation de divers types de lampes. Source lumineuse Lampe Incandescence Lampe Halog è ne Lampe fluo compacte Lampe à LED Puissance75 W60 W15 W3 x 3,5 W Prix (Unit é ) 1 2, Dur é e de vie heures2.000 heures heures heures

16 Activité 3 : Maîtrise des consommations déclairage par un contrôle de la tension dalimentation Centres dIntérêts N°8 et N°10 Formes et caractéristiques de lénergie Amélioration de lefficacité énergétique Lénergie dans lhabitat Thème de séquence n°4 Le coin salon de la maison dHugo dispose dune lampe halogène de 70 W. Une solution serait d'alimenter cette lampe à partir d'un variateur de lumière pour diminuer léclairement et donc léclairage dambiance. Ce dispositif va t-il induire des économies d'énergie ?

17 Activité 3 : Maîtrise des consommations déclairage par un contrôle de la tension dalimentation. Centres dIntérêts N°8 et N°10 Formes et caractéristiques de lénergie Amélioration de lefficacité énergétique Lénergie dans lhabitat Thème de séquence n°4 Tension (en V) Puissance consommée (en W) Eclairemen t moyen des 5 points (en lx) W236 lx W184 lx W131 lx W102 lx W74 lx W41,4 lx

18 Activité 4, 5 et 6 : Maîtrise des consommations dénergie par une bonne isolation thermique de lhabitation Centres dIntérêts N°8 et N°10 Formes et caractéristiques de lénergie Amélioration de lefficacité énergétique Lénergie dans lhabitat Thème de séquence n°4 Formalisation des connaissances Situation de formation : Activité pratique N°1 Enceintes thermiques Equipe en binôme : Nom & Prénom : …………………………..…….… Date:..... / …………...… / 2012 Travail demandé Le travail demandé sarticule autour de deux parties : 1.Influence de lisolation thermique sur lénergie consommée 2.Mise en évidence en évidence de linertie thermique A lissue des essais, vous devez être capable danalyser les résultats obtenus afin de montrer linfluence de lisolation thermique sur lénergie consommée par le système de chauffage. 1. Les conditions des essais sont les suivantes : Lenceinte thermique utilisée est composée de laine de coton dune épaisseur de 8 cm, La chambre froide qui simule un climat extérieur sera à une température de – 9 °C, Le système de chauffage est composé de lampes à incandescences, Une armoire électrique équipée du régulateur de température de lenceinte thermique, La consigne de la température ambiante est de 19 °C et affichée sur le régulateur, Un multimètre de relevés (tension, intensité, puissance et consommation,…) Les résultats des essais de lenceinte thermique sans isolant, Lutilisation dun tableur / grapheur pour lacquisition des donnés et La visualisation des résultats sous la forme dune courbe.

19 Centres dIntérêts N°8 et N°10 Formes et caractéristiques de lénergie Amélioration de lefficacité énergétique Lénergie dans lhabitat Thème de séquence n°4Centres dIntérêts N°8 et N°10 Formes et caractéristiques de lénergie Amélioration de lefficacité énergétique Lénergie dans lhabitat Thème de séquence n°4 Chaque groupe délèves présente oralement le contenu de leur travail à laide dun diaporama préparé par le professeur et complété par les élèves. Relevés sur lenceinte thermique avec isolant : Relevés sur lenceinte thermique sans isolant : 1.Analyse des résultats : Donner la consommation de lénergie utilisée pendant cette phase de mesure : La consommation de lénergie électrique pour monter et maintenir lenceinte thermique est : 94 Wh ou 0,94 kWh Comparer cette consommation à celle de lenceinte thermique non isolée : A la vue des résultats obtenus, on peut affirmer que la consommation de lenceinte isolée et nettement moins importante que celle non isolée. Comparer les courbes de température et de lénergie absorbée : Lanalyse des courbes de température et de lénergie absorbée montre que lisolation thermique influe non seulement pendant la mise en température mais aussi pendant la phase régulée dans des rapports sensiblement identiques. Conclure sur léconomie dénergie réalisée en plaçant 8 cm de laine de coton : On peut affirmer que 8 cm de laine de coton permettent une économie dénergie de 1/2 ou 50,2 % sur la consommation dénergie T [mn] ext [°C] a [°C] c [°C] C [Wh] P kW 31-10,618,819940, ,318, ,18 Activité 4, 5 et 6 : Maîtrise des consommations dénergie par une bonne isolation thermique de lhabitation

20 Centres dIntérêts N°8 et N°10 Formes et caractéristiques de lénergie Amélioration de lefficacité énergétique Lénergie dans lhabitat Thème de séquence n°4Centres dIntérêts N°8 et N°10 Formes et caractéristiques de lénergie Amélioration de lefficacité énergétique Lénergie dans lhabitat Thème de séquence n°4 Restitution Chaque groupe délèves présente oralement le contenu de leur travail à laide dun diaporama préparé par le professeur et complété par les élèves. Sans dispositif Avec Lightshelf Avec conduit de lumière

21 Centres dIntérêts N°8 et N°10 Formes et caractéristiques de lénergie Amélioration de lefficacité énergétique Lénergie dans lhabitat Thème de séquence n°4 Restitution

22 Lénergie dans lhabitat Thème de séquence n°4 Centres dIntérêts N°8 et N°10 Formes et caractéristiques de lénergie Amélioration de lefficacité énergétique Les grandeurs photométriques Structuration des connaissances Le flux lumineux « Φ » (phi) cest la quantité dénergie émise par une source sous forme de rayonnement visible dans tout lespace de cette source. Il sexprime en lumen (lm) L'éclairement « E » E = Φ / S Lefficacité lumineuse « fe » fe = Φ / P Lampe à incandescence 60W Lampe fluocompacte 12W E moy (lux) P (W) 5613 S (m 2 ) (1) 1,2 m 2 (lm) (2) fe (lm/W) 9,529

23 Lénergie dans lhabitat Thème de séquence n°4 Centres dIntérêts N°8 et N°10 Formes et caractéristiques de lénergie Amélioration de lefficacité énergétique Les systèmes de distribution lumineuse Structuration des connaissances les vitrages directionnels Le Lightshelf Les systèmes anidoliques les conduits de lumière.

24 Lénergie dans lhabitat Thème de séquence n°4 Centres dIntérêts N°8 et N°10 Formes et caractéristiques de lénergie Amélioration de lefficacité énergétique Structuration des connaissances

25 Centres dIntérêts N°8 et N°10 Formes et caractéristiques de lénergie Amélioration de lefficacité énergétique Lénergie dans lhabitat Thème de séquence n°4Centres dIntérêts N°8 et N°10 Formes et caractéristiques de lénergie Amélioration de lefficacité énergétique Lénergie dans lhabitat Thème de séquence n°4 TD : Autres moyens pour réduire la consommation dénergie pour un besoin donné I. Couleur des murs II. Détection de présence III. Variateur de lumière IV. Remplacement des lampes Structuration des connaissances TD : Rénovation énergétique dun bâtiment

26 Problème technique à résoudre Phase dactivité et de recherche interactive Formalisation de savoirs Activité pratique de découverte Support didactique, réel ou virtuel, présent ou à distance Elève isolé ou élèves en binôme Structurati on des savoirs Résolution de problème technique Problème technique à résoudre Phase dactivité et dapplication interactive Analyse des résultats Activité pratique de confortation Résolution de problème technique Activité 1 Exploitation de léclairage naturel Activité 4 Influence de lisolation thermique Activité 2 Optimisation type de lampe Activité 3 Gradateur de lumière Activité 5 Influence de lisolation thermique Comprendre les principes de la RT2012 Déplacement en agence immobilière, relevé des performances Présentation des relevés effectués Présentation des relevés effectués défi majeur du changement climatique Comment connaitre les performances énergétique dune habitation ? 4 Equipes délèves Restitution Choisir les technologies les plus performantes pour améliorer lefficacité énergétique Fiche synthèse Diagnostic des Performances énergétiques Activité 6 Influence de lisolation thermique Evaluation Etude de léclairage dun cabinet médical Simulation du comportement dun isolant Restitution Simuler un comportement et agir sur les paramètres du modèle pour faire des choix de solutions Simuler un comportement et agir sur les paramètres du modèle pour faire des choix de solutions Structuration des savoirs Evaluation CI10 : Amélioration de lefficacité énergétique CI8 : formes et caractéristiques de lénergie CI10 : Amélioration de lefficacité énergétique CI8 : formes et caractéristiques de lénergie Thème : Energie dans lhabitat

27 Centres dIntérêts N°8 et N°10 Formes et caractéristiques de lénergie Amélioration de lefficacité énergétique Lénergie dans lhabitat Thème de séquence n°4Centres dIntérêts N°8 et N°10 Formes et caractéristiques de lénergie Amélioration de lefficacité énergétique Lénergie dans lhabitat Thème de séquence n°4 Problème technique à résoudre : L'apport de la lumière du jour dans la salle de soins a-t-elle des conséquences sur la consommation électrique? Logiciel de modélisation

28 Centres dIntérêts N°8 et N°10 Formes et caractéristiques de lénergie Amélioration de lefficacité énergétique Lénergie dans lhabitat Thème de séquence n°4Centres dIntérêts N°8 et N°10 Formes et caractéristiques de lénergie Amélioration de lefficacité énergétique Lénergie dans lhabitat Thème de séquence n°4 Problème technique à résoudre : l'apport de la lumière du jour dans la salle de soins a-t-il des conséquences sur la consommation électrique? Eclairement recommandé pour une salle de soins : E = 500 lux

29 Simulation thermique dune habitation A partir dune problématique avec un plan de maison individuelle relativement simple Problème technique à résoudre : Rechercher les épaisseurs disolants à prévoir.

30 Simulation thermique dune habitation Dalle avec vide sanitaire Elévation Surface vitrée Plafond On propose un modèle permettant de simuler le comportement Toiture

31 Simulation thermique dune habitation A partir du plan et des données lélève modifie des paramètres

32 Lélève règle les paramètres extérieurs Puis la puissance de la chaudière Simulation thermique dune habitation

33 T° comble T° intérieure Coût Résultats de la simulation du comportement sur 10H (36000 s) Il faut environ 4H50 (17400s) pour atteindre 20° Pour un coût denviron 4 Simulation thermique dune habitation

34 Centres dIntérêts N°8 et N°10 Formes et caractéristiques de lénergie Amélioration de lefficacité énergétique Lénergie dans lhabitat Thème de séquence n°4Centres dIntérêts N°8 et N°10 Formes et caractéristiques de lénergie Amélioration de lefficacité énergétique Lénergie dans lhabitat Thème de séquence n°4 Restitution

35 Projet AC : Simulation thermique dune habitation Après avoir visionné le film traitant de lisolation dune maison individuelle: -vérifier que les pertes thermiques sont plus importantes par la toiture, -Vérifier lexistence dun seuil defficacité énergétique de lisolation -Choisir un isolant Après avoir visionné le film traitant de lisolation dune maison individuelle: -vérifier que les pertes thermiques sont plus importantes par la toiture, -Vérifier lexistence dun seuil defficacité énergétique de lisolation -Choisir un isolant Classeminmax A050 B3190 C91150 D E F G A comparer avec le DPE en Kwhep/m²/an Des simulations sur le modèle précédent permettent détablir le graphique suivant

36 Projet EE : Conception de léclairage de la rue Gaston Trioux - commune de Viry-Noureuil Projet EE : Conception de léclairage de la rue Gaston Trioux - commune de Viry-Noureuil Gr1Gr2

37 Problème technique à résoudre Phase dactivité et de recherche interactive Formalisation de savoirs Activité pratique de découverte Support didactique, réel ou virtuel, présent ou à distance Elève isolé ou élèves en binôme Structurati on des savoirs Résolution de problème technique Problème technique à résoudre Phase dactivité et dapplication interactive Analyse des résultats Activité pratique de confortation Résolution de problème technique Problème technique à résoudre Phase dactivité et dapplication interactive Analyse des résultats Activité pratique de confortation Résolution de problème technique Activité 1 Exploitation de léclairage naturel Activité 4 Influence de lisolation thermique Activité 2 Optimisation type de lampe Activité 3 Gradateur de lumière Activité 5 Influence de lisolation thermique Comprendre les principes de la RT2012 Déplacement en agence immobilière, relevé des performances Présentation des relevés éffectués Présentation des relevés éffectués défi majeur du changement climatique Comment connaitre les performances énergétique dune habitation ? 4 Equipes délèves Restitution Choisir les technologies les plus performantes pour améliorer lefficacité énergétique Fiche synthèse Diagnostic des Performances énergétiques Activité 6 Influence de lisolation thermique Evaluation Etude de léclairage dun cabinet médical Simulation du comportement dun isolant Restitution Structuration des savoirs Simuler un comportement et agir sur les paramètres du modèle pour faire des choix de solutions Simuler un comportement et agir sur les paramètres du modèle pour faire des choix de solutions Evaluation Structuration des savoirs Structuration des savoirs Etude dune pompe à chaleur Restitution Comment peut on réduire notre consommation dénergie par lutilisation déquipements performants ? CI10 : Amélioration de lefficacité énergétique CI8 : formes et caractéristiques de lénergie CI10 : Amélioration de lefficacité énergétique CI8 : formes et caractéristiques de lénergie Thème : solutions constructives et comportement de lénergie dans lhabitat

38 Phase dappropriation : rechercher des pistes de solutions Centres dIntérêts N°8 et N°10 Formes et caractéristiques de lénergie Amélioration de lefficacité énergétique Problème technique à résoudre Comment peut on réduire notre consommation dénergie par lutilisation déquipements performants ? Solutions constructives et comportement de l'énergie dans l'habitat Thème de séquence n°4 La pompe à chaleur

39 Centres dIntérêts N°8 et N°10 Formes et caractéristiques de lénergie Amélioration de lefficacité énergétique Solutions constructives et comportement de l'énergie dans l'habitat Thème de séquence n°4 Activité : Etude du bilan énergétique de la pompe à chaleur et détermination du COP réel expérimental et du COP de Carnot (essais en régime stationnaire)

40 Centres dIntérêts N°8 et N°10 Formes et caractéristiques de lénergie Amélioration de lefficacité énergétique Solutions constructives et comportement de l'énergie dans l'habitat Thème de séquence n°4 Activité : Tracer le cycle de fonctionnement sur le diagramme enthalpique, déterminer le COP théorique et comparer le au COP réel déterminé expérimentalement

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