Projet final TipTop (Emma, Rabah, Ketsia, Juliette)

Informations

• Ketsia LOE NANGA, Emma FLEURIEL, Rabah HAMITECHE, Juliette CAFFA-BEAUJEU
• ketsia.loe_nanga@etu.sorbonne-universite.fr, emma.fleuriel@etu.sorbonne-universite.fr, rabah.hamiteche@etu.sorbonne-universite.fr, juliette.caffa_beaujeu@etu.sorbonne-universite.fr 
• M2 Management de l'Innovation, Parcours EPI Sciences
  
• 2025/2026

Projet TipTop – Dessous de tasse intelligent anti-brûlure

TipTop - Le dessous de tasse intelligent qui veille sur votre pause café.

Allier sécurité, précision et connectivité pour une expérience de dégustation optimale.

 I) La Genèse et le Problème

Boire une boisson chaude comme du thé ou du café peut rapidement devenir une mauvaise expérience. Une boisson trop chaude peut provoquer des brûlures de la langue, ce qui est à la fois douloureux et désagréable.

Aujourd’hui, les utilisateurs doivent estimer eux-mêmes la température, souvent en soufflant sur la boisson ou en prenant le risque de goûter trop tôt.

La problématique : L'incapacité humaine à évaluer précisément la température d'un liquide sans risque.         

Cela entraîne plusieurs conséquences :

• Risque de brûlure : mauvaise estimation de la température (palais, langue)
• Perte de temps : attendre sans savoir quand la boisson est prête, goûter trop tôt par impatience
• Manque de précision : chaque personne a une tolérance différente à la chaleur
• Expérience utilisateur dégradée : frustration liée à l’attente ou à l’erreur

II) Étude de marché et Veille

Actuellement, il existe peu de solutions équivalentes directement intégrées à un objet du quotidien comme une tasse.

L'existant :

• Thermomètres de cuisine : Précis mais encombrants et peu hygiéniques pour un usage nomade.
• Mugs connectés (type Ember) : Très chers (150€+), imposent d'utiliser sa propre tasse. 

Positionnement de TipTop

• Plus accessible qu’une tasse connectée : s'adapte à notre tasse préférée et nous prévient à distance
• Accessoire universel, abordable et intelligent
• Plus pratique qu’un thermomètre externe
• Plus innovant grâce à la notification intelligente

 III) Notre Solution : 

Mission : "Rendre la température parlante pour garantir le confort." 

PREMIERE EBAUCHE -->

Le concept : Un semi-couvercle (format ergonomique) intégrant un système de monitoring thermique en temps réel. TipTop est un semi-couvercle intelligent qui se fixe sur une tasse et permet de savoir précisément quand une boisson chaude est prête à être consommée.

Le système repose sur un capteur thermique qui mesure la température du liquide. Lorsque celle-ci atteint un seuil défini (considéré comme non dangereux pour la consommation), deux actions sont déclenchées :

• Une LED passe au vert pour indiquer visuellement que la boisson est prête
• Une notification est envoyée via Telegram pour prévenir l’utilisateur à distance

👉 L’objectif est d’améliorer le confort d’usage et d’éviter les brûlures, tout en apportant une dimension connectée et moderne à un objet du quotidien.

Fonctionnalité principale : Alerte de "Prêt à boire" (Ready-to-drink). 

Fonctionnalités secondaires :

• Double retour : Visuel (LED RGB) et Distanciel (Bot Telegram)

PROBLEME

L'Inertie Thermique de l'Air : Lors de nos premiers tests, nous avons remarqué un décalage important entre la température réelle du liquide et celle captée par le capteur situé à l'intérieur du couvercle.

• Constat : L'air situé entre le liquide et le couvercle agit comme un isolant.
• Risque : Le système pourrait indiquer que la boisson est "consommable" alors qu'elle est encore brûlante en profondeur, ou inversement, envoyer la notification trop tard à cause du temps que met la chaleur à monter jusqu'au boîtier.

SOLUTION FINALE --> 

La Solution : L'Immersion de la Sonde Pour garantir une sécurité maximale (anti-brûlure), nous avons pivoté vers une solution de sonde déportée.

• Choix technique : Au lieu de mesurer la température ambiante sous le couvercle, nous utilisons une sonde étanche (type DS18B20) qui plonge directement dans la boisson.
• Avantage : La mesure est instantanée et reflète la température réelle au cœur du liquide.
• Défi de prototypage : Cela a nécessité de repenser le design 3D pour intégrer un passage de câble étanche et s'assurer que la sonde ne gêne pas le passage du liquide lorsque l'utilisateur boit.

IV) Public Cible et Personas

• Les Étudiants & Jeunes Actifs : Souvent multitâches, ils oublient leur thé sur le bureau. TipTop les rappelle à l'ordre avant que ce ne soit froid.
• Les Amateurs de Tech (Early Adopters) : Cherchent à domotiser chaque aspect de leur vie.
• Les Personnes Sensibles : Enfants ou seniors pour qui une brûlure est plus grave.
• Les Amateurs de thé et café

V) Fonctionnement Technique et Conception

1. Réflexion et croquis  :

Avant toute modélisation, nous avons défini les bases du produit sur papier :

• Définition des dimensions de la tasse (diamètre, hauteur)
• Réflexion sur la forme du semi-couvercle
• Intégration des contraintes :
  • emplacement du capteur thermique
  • logement de la batterie
  • passage des câbles
• Choix d’un design simple pour un premier prototype

👉 Objectif : éviter de perdre du temps sur Fusion avec des idées floues

2. Modélisation Impression 3D :

Le modèle a ensuite été réalisé sur Fusion 360, où nous avons conçu la forme de l’objet, ajouté des parois légères et prévu des emplacements pour les composants électroniques comme la LED, tout en ajustant le design pour qu’il puisse être facilement imprimé en 3D.

3. Design industriel (PrusaSlicer) :

• Contraintes : Étanchéité de la partie électronique, isolation thermique du capteur
• Choix du PLA : Matériau léger, permettant des parois fines pour loger la batterie, pas de risque de fonte lié à la chaleur lorsque la tasse est posé dessus. 

4. Impression 3D :

• Paramètres :
• Remplissage interne à 15% pour l'isolation, couche de 0.2mm pour la finition.
• Matériau: PLA
• Support: Full

5. Composants matériels du prototype :

VI) Expérience Utilisateur (UX)

--> PREMIERE EBAUCHE : 

• Étape 1 & 2 : La phase d'alerte (Danger) : Tout commence au moment où l'utilisateur prépare sa boisson. L'eau sort de la bouilloire à environ 90°C. Dès que l'on pose le couvercle TipTop sur la tasse, le système entre en Phase d'alerte. La LED intégrée se met à clignoter en rouge : c'est un signal visuel immédiat qui indique que la boisson est encore trop chaude et présente un risque de brûlure.

• Étape 3 : La phase de repos (Liberté) : C’est ici que résidait la valeur ajoutée de notre produit. Une fois le couvercle en place, l'utilisateur n’a plus besoin de surveiller sa tasse ou de 'tester' la chaleur au risque de se blesser. Il peut s’éloigner et vaquer à ses occupations. Pendant ce temps, le capteur effectue une mesure en continu, traitée en temps réel par notre carte ESP32.

• Étape 4 & 5 : La phase de confort (Dégustation): Dès que la température descend sous le seuil de 60°C, nous entrons dans la Phase de confort. À cet instant précis, deux actions se déclenchent : la LED devient verte fixe pour un retour visuel direct, et notre bot Telegram envoie instantanément une notification push sur le smartphone de l'utilisateur. 

Cependant, cette première ébauche nous a permis d'identifier un défi technique majeur : l'inertie thermique de l'air.

Nous avons constaté que l'air emprisonné entre le liquide et le couvercle agit comme un isolant. Résultat : le capteur mettait beaucoup trop de temps à chauffer par rapport à la boisson. Il y avait un risque réel : que le système indique que la boisson est prête alors qu'elle est encore brûlante en profondeur.

C’est ce constat physique qui nous a poussés à pivoter vers notre solution finale, que nous allons vous présenter maintenant

--> SOLUTION FINALE 

Pour corriger ce problème d'inertie, nous avons pivoté vers une solution beaucoup plus fiable. Nous avons abandonné le couvercle pour un format 'dessous de tasse' équipé d'une sonde plongeante."

• Étape 1 & 2 : Précision chirurgicale --> Désormais, l’utilisateur place sa tasse sur la base TipTop et insère la sonde directement dans le liquide. En plongeant le capteur au cœur de la boisson, on élimine la barrière de l’air : la mesure de la température est instantanée et 100% réelle.
• Étape 3 : Une surveillance active --> La phase de repos reste la même, mais avec une précision accrue. L'ESP32, logé dans la base, analyse les variations thermiques sans aucun délai.
• Étape 4, 5 & 6 : La sécurité garantie --> Dès que le seuil de 60°C est atteint, le verdict tombe : la LED passe au vert et la notification Telegram part. Grâce à ce contact direct avec le liquide, nous avons la certitude que l'utilisateur peut boire immédiatement sans aucun risque de brûlure. Notre promesse de sécurité est enfin techniquement validée.

Notification Telegram obtenu sur le téléphone

VII) Gestion de Projet & MVP

Répartition des tâches :

• Design 3D : Ketsia (Fusion 360, PrusaSlicer).
• Électronique : Juliette, Rabah, Emma et Ketsia (Câblage, soudure, gestion de la batterie).
• Code & IoT : Juliette (Arduino IDE, API Telegram, calibration du capteur).
• Documentation & Tests : Rabah, Emma, Ketsia et Juliette (Analyse des erreurs de mesure).

Minimum Viable Product (MVP) : Une sonde capable de lire une température. 

Voici l'état actuel de notre projet : notre MVP. L'objectif de cette étape était de prouver que notre concept est viable et que la technologie répond bien à notre promesse de départ : supprimer le risque de brûlure.

Comme vous pouvez le voir sur ce prototype interne, notre MVP s'articule autour de quatre briques essentielles :

• La Structure : Nous avons conçu une base imprimée en 3D. C’est un format fonctionnel qui nous permet de loger en toute sécurité l'électronique sous la tasse.

• Le Capteur : C'est le cœur du système. Il effectue une lecture thermique en temps réel. Grâce à notre pivot technique, ce capteur plonge directement dans le liquide pour une précision maximale.

• L'Interface visuelle : Nous avons intégré une LED RGB. C'est le retour d'information le plus simple et le plus direct pour l'utilisateur. Rouge : on attend. Vert : on peut boire.

• La Connectivité : Pour valider l'aspect 'objet connecté', nous avons développé un Bot Telegram. C’est une solution agile qui permet d'envoyer des notifications push sans avoir besoin de développer une application mobile lourde à ce stade du projet.

En résumé : Ce MVP n'est pas encore miniaturisé, mais il valide 100% de nos fonctionnalités critiques. C'est la base solide sur laquelle nous pouvons désormais construire une version industrielle plus fine.

VIII) Pistes d’amélioration et Évolution (post-MVP)

• Design --> Miniaturisation : Boîtier ultra-fin et miniaturisé.
• Application Mobile et Permettre de régler sa température préférée (ex: 55°C pour un thé vert, 65°C pour un café).
• Charge par induction : Pour supprimer le port USB et rendre l'objet totalement étanche au lavage.
• Mode "Maintien au chaud" : Couvercle intégral pour limiter la déperdition thermique
• Matériaux : Silicone alimentaire certifié.