Projet Final - AERIS

Meriem - Mathias - Wendy - Luc - Maxime - Alyssa

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AERIS 

Rendre l'invisible visible pour améliorer le bien-être intérieur

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1. Introduction

1.1. La Genèse et Le Problème

Notre constat de départ : Tout est partie d'un constat simple : lorsqu'on reçoit des amis dans son chez soi, on se laisse facilement emporter par le moment. On parle fort, on rit, la musique monte - on passe simplement du bon temps finalement. Mais on en oublie parfois ses voisins.

L'idée initiale était de concevoir un détecteur sonore connecté design capable d'envoyer une notification sur smartphone dès qu'un seuil de décibels est dépassé. Un rappel bienveillant, discret, permettant ainsi de respecter son voisinage (ou de surveiller le bruit chez soi en notre absence).

Notre pivot : Au fil de nos recherches, nous avons réalisé que le son n'était qu'une dimension parmi d'autres des dégradations invisibles de notre environnement intérieur. Nous avons donc élargi notre vision pour concevoir AERIS. Notre mission : rendre visibles les dégradations invisibles de notre environnement intérieur (bruit, qualité de l'air, température) avant qu'elles n'impactent notre santé.

 

1.2. L'objectif du projet

AERIS - du latin aer, l'air. Le nom reflète la mission centrale du produit : rendre visible ce qu'on voit pas (l'air et le son).

AERIS a pour objectif de permettre à tout utilisateur, même sans aucune connaissance technique, de surveiller en temps réel son environnement intérieur.

L'objet se veut à la fois fonctionnel, profondément esthétique et discret. Posé sur un bureau ou une étagère, il s'intègre naturellement dans l'espace tout en informant les occupants en permanence via des jauges lumineuses (LEDs) intégrées en façade. En combinant 2 canaux complémentaires : retours visuelles douces et notifications mobiles précises, AERIS incite à l'action immédiate (aérer la pièce, baisser le volume) pour un meilleur confort de vie.

 

1.3. Public Cible et Cas d'Usage

• Bureaux partagés et Coworking : L'accumulation de personnes en espace fermé fait grimper le taux de CO₂ et le niveau sonore, causant fatigue et baisse de concentration. AERIS rend ces données visibles pour agir avant que la productivité et le bien-être n'en pâtissent.

• Écoles et Salles de classe : Les enfants et adolescents sont plus sensibles à la pollution intérieure. Un taux de CO2 élevé en classe est directement corrélé à une baisse des capacités d'attention et d'apprentissage. Le niveau sonore excessif nuit aux élèves comme aux enseignements. AERIS offre ainsi, aux professeurs une lecture en temps réel des conditions ambiantes.

• Usage Domestique : Nous passons 80% de notre temps en intérieur, où l'air est souvent 2 à 5 fois plus pollué qu'à l'extérieur. AERIS s'adresse aux familles (notamment avec de jeunes enfants ou des personnes asthmatiques) cherchant un outil fiable et élégant pour veiller sur leur foyer. Enfin, cet objet du quotidien se gardera de surveiller les nuisances sonores lors de soirées mouvementés.

 

1.4. Fonctionnalités Clés

• Monitoring en temps réel : Suivi constant de la température, de la qualité de l'air (VOC/CO₂) et du niveau sonore (dB).

• Double Interface : Jauges lumineuses intuitives directement sur l'objet physique + Application web détaillée pour consulter l'historique des données.

• Alertes Intelligentes : Envoi de notifications push sur smartphone lorsqu'un seuil critique est dépassé.

• Seuils Personnalisables : L'utilisateur reste maître de son environnement en définissant ses propres limites de tolérance depuis l'application.

 

1.5. Notre Équipe et Notre Organisation

Être une équipe de 6 personnes (alors que la moyenne est de 4 ou 5) nous a naturellement poussés à viser plus haut (et également dû aux attentes pédagogiques). Au lieu de voir cette taille de groupe comme une difficulté de coordination, nous avons choisi d'exploiter nos différentes compétences pour repousser les limites de notre prototype. Nous nous sommes divisés en trois grands pôles :

• Le Design et l'Expérience Utilisateur : Alyssa et Meriem imaginent l'objet physique (conception du boîtier, style épuré "Antigravity", intégration invisible des LEDs), tandis que Mathias pense l'application et le parcours utilisateur UX/UI pour que l'utilisation soit la plus intuitive possible.
  
  

• Le Matériel (Hardware) sur-mesure : Maxime s'occupe de l'électronique. Notre grand défi matériel est de refuser l'assemblage facile de modules standards. Nous concevons notre propre circuit imprimé (PCB personnalisé avec USB-C) pour qu'il s'emboîte parfaitement dans les contraintes de notre design industriel.
  
  

• Le Logiciel (Software & Cloud) poussé à fond et application : Luc et Wendy font le lien entre l'objet physique et le web. L'objectif est d'exploiter notre microcontrôleur (ESP32) à son plein potentiel : il doit gérer simultanément tous les capteurs, l'animation des LEDs, la connexion Wi-Fi, et les envois sécurisés (HTTPS) vers notre base de données Supabase pour déclencher les notifications sur l'application.
  
  

Méthode de travail : Pour que l'électronique, le code et le boîtier s'assemblent parfaitement à la fin, nous avons adopté une organisation Agile. Nous organisons des réunions hebdomadaires "Weeklies". Cela nous permet d'aligner nos avancées chaque semaine et d'assurer une progression fluide jusqu'au rendu final début mai.

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2. Expérience Utilisateur (UX) & Interface (UI)

Dès les premières réunions d'équipe, une conviction s'est imposée : AERIS devait être autant un objet du quotidien qu'un outil de mesure. Fonctionnel, esthétique et immédiatement compréhensible - sans notice, sans apprentissage. Un objet qu'on pose, qui surveille, et qui alerte au bon moment.

2.1. Logique d'alerte

AERIS repose sur un système de seuils à trois niveaux, applicable à chaque grandeur mesurée. Les seuils par défaut sont définis sur la base de normes sanitaires reconnus mais restent entièrement personnalisables par l'utilisateur selon ses objectifs. 

Grandeur	Optimal (Blanc)	Attention (Orange)	Critique (Rouge)
CO2 (ppm)	400 - 800	800 - 1 000	> 1000
Niveau sonore (dB)	30 - 50	50 - 70	> 70
Température (°C)	20 - 25	18 - 27	< 18 ou > 27

Exemples de notifications push : 

• CO2 > 1 000 ppm --> "Qualité de l'air dégradée - Pensez à aérer la pièce !".
• Son > 70 dB --> "Niveau sonore élevé - Réduisez le bruit ambiant !".

 

2.2. Parcours utilisateurs

L'utilisateur dispose de deux points de lecture : 

• Sur l'objet directement : les LEDs sous le socle et les jauges en façade permettent une lecture instantanée sans interaction. Le code couleur (blanc / orange / rouge) est suffisamment intuitif pour ne nécessiter aucune notice. 
• Sur l'application : l'interface offre trois écrans principaux
  • Dashboard : vue en temps réel de toutes les mesures avec indicateurs.
  • Historiques et suivis : graphiques d'évolution des données dans le temps, permettant d'identifier des patterns.
  • Paramètres : définition des seuils personnalisées et gestion des notifications.

 

2.3. Principes UX

• Lisibilité immédiate sans expertise technique requise.
• Redondance intentionnelle : objet + application pour ne jamais rater une alerte. 
• Notifications contextualisées avec une suggestion d'action concrète.
• Interface épurée, cohérente avec l'esthétique de l'objet physique.

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3. Design 

3.1. Démarche de conception

La conception physique d'AERIS a débuté par une phase d'exploration et de veille de références : différents types de boîtiers ont été étudiés pour identifier la forme la plus adaptée à nos contraintes (intégration électronique, diffusion lumineuse, lisibilité des jauges).

 

3.2. Contraintes de modélisation

La modélisation 3D sur Fusion 360 a intégré dès le départ l'ensemble des contraintes suivantes : 

• Espace interne suffisant pour accueillir la carte ESP32-C3, les capteurs (SHT40, SGP40, microphone), le PCB et le câblage.
  
• Ouvertures de ventilation pour garantir une circulation d'air libre vers les capteurs de qualité de l'air.
• Fenêtre frontale en plexiglas transparent pour les jauges visibles depuis l'extérieur.
• Socle surélevé intégrant un diffuseur LED dessous du boîtier pour l'éclairage ambiant du sol. 
• Passage câble à l'arrière du boîtier pour le port USB-C d'alimentation.
• Ecran tactile en face avant pour afficher les jauges et accéder aux paramètres directement sur l'objet.

 

3.3. Identité visuelle de l'objet

L'objet adopte un design épuré et minimaliste. La face avant en plexiglas laisse apparaître les jauges pour la qualité de l'air et le niveau sonore. Des LEDs RGB WS2812B sont disposées sous le socle et diffusent un halo coloré au sol dont la couleur reflète le niveau de criticité global : 

• Blanc : environnement normal, tout va bien.
• Orange : seuil d'attention, vigilance recommandée.
• Rouge : seuil critique atteint, action requise.

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4. Architecture du Système

4.1. Vue d'ensemble

AERIS repose sur un microcontrôleur ESP32-C3 qui centralise la lecture des capteurs, pilote les LEDs et assure la communication avec l'application via Wi-Fi. Les données sont transmises en temps réel vers une interface web et stockées pour consultation historique.

 

4.2. Composants principaux

Fonction	Composant	Référence
MCU	Espressif Systems	ESP32-C3-MINI-1-N4
Température & Humidité	Sensirion	SHT40-AD1B-R3
Qualité de l'air (COV)	Sensirion	SGP40
LEDs RGB	Worldsemi	WS2812B-2020
Mesure sonore (dB)	A définir	A définir
Régulateur de tension (5V --> 3,3 V)	Diodes Incorporated	AP2112K-3.3TRG1
Connecteur d'alimentation	Molex	1054500101 (USB-C)

4.3. Flux de données

L'ESP32-C3 lit les capteurs à intervalle régulier, compare les valeurs aux seuils définis, pilote les LEDs en conséquence et envoie les données vers le serveur pour affichage et stockage. En cas de dépassement de seuil, une notification push est déclenchée vers l'application.

 

4.4. Choix du microcontrôleur

L'ESP32-C3-MINI-1-N4 a été retenu pour sa connectivité Wi-Fi et Bluetooth intégrée, son faible encombrement et sa compatibilité avec l'ensemble des capteurs Sensirion via I²C. Le circuit électronique est entièrement personnalisé (PCB sur mesure), ce qui nous a permis d'optimiser l'intégration dans le boîtier et d'exploiter le plein potentiel de la plateforme.

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