Projet Final - AERIS

Meriem - Mathias - Wendy - Luc - Maxime - Alyssa

AERIS

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

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.

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.

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 PLA transparent pour les jauges visibles depuis l'extérieur.
Passage câble à l'arrière du boîtier pour le port USB-C d'alimentation.

3.3. Identité visuelle de l'objet

L'objet adopte un design épuré et minimaliste. La face avant laisse apparaître les jauges avec les LEDs RGB WS2812B à travers le PLA transparent pour la qualité de l'air, le niveau sonore et la température - 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.

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.

5. Création du produit

5.1 Plateforme web

5.1.a Aperçu

La plateforme web Aeris est l'application en ligne qui accompagne le capteur. Elle permet à l'utilisateur de consulter ses mesures (bruit, température, humidité, qualité de l'air) en direct depuis n'importe quel navigateur — sans avoir à installer d'application sur son téléphone. Le site est accessible à l'adresse https://aeris.azagelapp.com depuis le 27 avril 2026.

Le service est conçu pour un usage individuel : un utilisateur, un appareil. Il couvre toutes les étapes de la vie du produit : création du compte, jumelage du capteur, consultation des données en temps réel, historique des dernières 24 heures et personnalisation des seuils d'alerte.

5.1.b Briques techniques utilisées

Le site web repose sur Next.js, un cadre de développement moderne maintenu par Vercel et utilisé par TikTok ou Notion. Il s'appuie lui-même sur React, la bibliothèque de composants graphiques de Facebook. La mise en forme est gérée par Tailwind CSS, qui assure un rendu cohérent sur l'ensemble du site. Les éléments interactifs (cases à cocher, menus) utilisent Radix UI, qui garantit l'accessibilité aux personnes en situation de handicap (lecteurs d'écran, navigation clavier).

Côté serveur, Supabase centralise plusieurs services en une seule plateforme : authentification, base de données, mises à jour en temps réel et petites fonctions sur mesure. Les emails (lien de connexion, invitations) sont envoyés via Resend, avec des modèles graphiques aux couleurs d'Aeris. L'hébergement est assuré par Vercel, qui publie automatiquement chaque mise à jour du code dès qu'elle est validée. Le nom de domaine est géré chez Hostinger.

5.1.c Architecture et sécurité

La sécurité est intégrée dès la base de données. Chaque mesure est rattachée à un appareil, lui-même rattaché à un utilisateur. Une règle automatique appliquée par PostgreSQL empêche un utilisateur de consulter les données d'un autre, même en cas de tentative directe sur l'API. Cette protection vit dans la base elle-même, pas dans le code applicatif — ce qui rend toute fuite extrêmement difficile.

Les inscriptions ne sont pas ouvertes au public : seul un administrateur peut envoyer une invitation par email. Ce filtre permet de maîtriser la base d'utilisateurs en phase de lancement. La connexion se fait via un lien magique reçu par email, sans mot de passe à mémoriser.

Enfin, contrat fondamental du produit : aucun extrait audio brut ne quitte jamais le capteur — seule la valeur en décibels est transmise (détaillé dans la partie firmware).

5.1.d Évolution du produit

Le projet a connu trois noms successifs (PASCHUT, Silent-Check, puis Aeris) avant de stabiliser son identité. Le développement de la plateforme web s'est étalé sur le mois d'avril 2026 en quatre vagues :

Documentation et publication du code source sur GitHub (repository public)
Architecture multi-utilisateur : refonte de la base de données, mise en place des cloisonnements de sécurité, paramétrage des emails brandés
Parcours d'inscription : création d'un assistant de mise en route en cinq étapes
Mise en production : déploiement sur Vercel, configuration du nom de domaine et du certificat HTTPS

Une fois en ligne, plusieurs ajustements ont été apportés : affichage immédiat des dernières mesures à l'ouverture du tableau de bord, sauvegarde automatique des seuils personnalisés. Enfin, un mécanisme de jumelage par code a été conçu pour permettre à n'importe quel acheteur de connecter son capteur sans aucune manipulation technique. Au total : 15 mises à jour publiées, 5 versions successives de la base de données, 2 fonctions serveur en production.

5.1.e Fonctionnalités livrées

La plateforme offre aujourd'hui :

Affichage en direct des quatre mesures avec mise à jour automatique sans recharger la page
Historique des dernières 24 heures sous forme de courbes
Réglage des seuils d'alerte (ex : bruit limite la nuit), sauvegardés automatiquement
Jumelage simplifié entre l'appareil et le compte utilisateur via un code à 6 caractères
Assistant de mise en route en cinq étapes pour les nouveaux utilisateurs
Espace administrateur pour gérer les invitations
Emails personnalisés au branding Aeris (lien de connexion, récupération, confirmation)
Cloisonnement strict des données entre utilisateurs

Reste à finaliser : le premier jumelage avec un capteur physique réel (en attente de la livraison de la carte électronique par le fabricant).

5.2 Programme embarqué (firmware)

5.2.a Aperçu

Le firmware est le programme installé directement à l'intérieur du capteur Aeris. C'est lui qui pilote la lecture des capteurs, l'affichage des LEDs et l'envoi des mesures vers Internet. Sa particularité : il fonctionne de manière complètement autonome. L'appareil affiche correctement son état même en cas de coupure Internet ; le cloud n'est utilisé qu'en complément (historique, courbes consultables sur le site).

Le programme tourne sur une puce ESP32-C3-MINI d'Espressif, un micro-contrôleur avec Wi-Fi intégré, de la taille d'une pièce de monnaie. Le code est organisé en 9 modules indépendants, chacun responsable d'une fonction précise (audio, capteurs, LEDs, réseau, etc.), pour un total d'environ 700 lignes de code. Le firmware en est à sa version 1.0.0, prêt pour la production. Il sera installé (« flashé ») sur les cartes électroniques dès leur réception du fabricant JLCPCB.

5.2.b Architecture modulaire

Le programme est découpé en briques bien séparées, chacune avec un rôle unique :

Module	Rôle
`main`	Chef d'orchestre — coordonne les autres modules
`audio`	Calcule le niveau sonore en décibels (sans jamais enregistrer le son)
`sensors`	Lit les capteurs de température, humidité et qualité de l'air
`leds`	Pilote l'affichage des 45 LEDs en façade
`network`	Gère la connexion Wi-Fi et l'envoi des mesures au serveur
`portal`	Crée le mini-réseau de configuration lors du premier branchement
`mode_manager`	Bascule entre mode jour, mode nuit et mode appairage
`board_config`	Centralise tous les réglages (broches électroniques, seuils, fréquences)

Cette séparation permet d'intervenir sur un comportement sans risquer de casser un autre. Par exemple, ajuster la luminosité nocturne se fait dans un seul fichier.

5.2.c Composants matériels

Le matériel embarqué a été choisi pour sa fiabilité et son coût (environ 15 à 20 € de composants par appareil) :

Composant	Rôle
Puce ESP32-C3-MINI (Espressif)	Cerveau de l'appareil + Wi-Fi
Régulateur AP2112K	Stabilise l'alimentation à 3,3 volts
Connecteur USB-C	Alimentation et programmation
Capteur SHT40 (Sensirion)	Mesure température et humidité
Capteur SGP40 (Sensirion)	Mesure qualité de l'air
Microphone ICS-43434 (TDK)	Microphone numérique miniaturisé pour le bruit
45 LEDs WS2812B	Affichage en bargraphes colorés sur la façade

La carte électronique a été dessinée sur KiCad (logiciel libre de conception électronique) et fabriquée par JLCPCB, un fabricant reconnu pour le prototypage à coût maîtrisé.

5.2.d Outils de développement

Le code est écrit en C++, langage standard de l'embarqué. L'environnement PlatformIO facilite la compilation et l'installation du programme sur la puce. Plusieurs bibliothèques éprouvées sont utilisées :

Adafruit NeoPixel pour piloter les LEDs
Adafruit SHT4x / SGP40 pour les capteurs de température et qualité de l'air
ArduinoJson pour formater les messages envoyés au serveur

Pour le microphone, le pilote bas niveau fourni par le fabricant de la puce (ESP-IDF) est utilisé directement, ce qui permet un meilleur contrôle et une consommation mémoire plus faible qu'avec une bibliothèque externe.

5.2.e Connexion et appairage

Le capteur n'a aucun bouton physique — un choix à la fois esthétique et économique. La configuration du Wi-Fi se fait via un mini-réseau temporaire que le capteur crée lui-même au premier branchement (nommé Aeris-XXXX). L'utilisateur s'y connecte depuis son téléphone, saisit le nom de son réseau Wi-Fi domestique, son mot de passe et un code de jumelage à 6 caractères récupéré sur son compte sur le site.

Si le Wi-Fi tombe pendant plus de 10 minutes (par exemple lors d'un déménagement), le capteur efface automatiquement les anciens identifiants et relance le mode configuration — aucune intervention technique de l'utilisateur n'est requise. En fonctionnement normal, l'appareil tente automatiquement de se reconnecter toutes les 10 secondes en arrière-plan, sans bloquer les mesures ni l'affichage.

5.2.f Engagement vie privée

C'est le pilier philosophique d'Aeris : aucun extrait audio brut n'est jamais enregistré ni transmis. Le microphone capte le son uniquement pour calculer le niveau sonore en décibels (le « volume »), et seul ce chiffre est envoyé au serveur. Concrètement :

Le tampon audio en mémoire est limité à environ 30 millisecondes (juste le temps de calculer le niveau)
Aucun fichier sonore n'est jamais sauvegardé dans la mémoire de l'appareil
Aucun envoi audio brut n'est techniquement possible : le code ne contient pas la fonction qui le permettrait

Un commentaire d'engagement est inscrit en tête du fichier source dédié à l'audio, pour rappeler cette règle à toute personne qui consulterait ou modifierait le code à l'avenir.

5.2.g Fonctionnalités embarquées

Affichage en bargraphes sur 45 LEDs (4 capteurs × 10 LEDs + 5 LEDs d'état général)
Mode jour / mode nuit automatique synchronisé via Internet : luminosité réduite à 5 % entre 22h et 7h, masquage des indicateurs verts pour ne pas gêner le sommeil
Détection de pic sonore avec remontée immédiate au serveur (utile pour identifier des nuisances)
Cadence d'envoi adaptative : un envoi de fond toutes les 5 secondes en routine, immédiat en cas de pic
Seuils ajustables à distance : l'utilisateur change ses seuils sur le site, le capteur les reçoit en temps réel sans redémarrer
Reconnexion Wi-Fi automatique sans intervention manuelle

À calibrer une fois la carte électronique fabriquée : le décalage de référence du microphone, à comparer avec un sonomètre étalon.

5.2.h Évolution du firmware

Version initiale (époque PASCHUT) : un seul gros fichier de 633 lignes, difficile à maintenir
Refonte modulaire (avril 2026) : découpage en 9 modules indépendants, environ 700 lignes au total mais bien plus lisibles
Verrou vie privée : ajout du commentaire contractuel en tête du module audio
Appairage v1 : configuration Wi-Fi simple via mini-réseau
Appairage v2 (avril 2026) : ajout du jumelage par code à 6 caractères et identifiant unique sécurisé
Version 1.0.0 : prête à être installée sur les premières cartes électroniques

5.3 Annexes

Code source public : github.com/Azagel/Aeris
Site en production : https://aeris.azagelapp.com
Adresse d'envoi des emails : noreply@aeris.azagelapp.com (avec authentification SPF / DKIM)
8 fiches techniques de référence indexées (datasheets de chaque composant utilisé)

5. Hardware And Soft ware
6. Test et rendu : défis technique
7. Conclusion