PCIS 2021/2022 P8
Première partie : Définition du projet
Partie à compléter avant le 15 septembre
Généralités
Titre du projet
Le thermostat intelligent
Nom de l'équipe
ThermoTech
Membres de l'équipe
- DEBSI, Nour, MAT3
- BOULENGER, Sébastien, MECA3
- CUBEDDU, Loucas, IS3
- DELABY, Maël, SE3
- CHAKOUR, Hynde, GBA3
- BUISINE, Emma, 2IA3
- BORDET, Lucas, GC3
Description-résumé (20 lignes max)
Notre projet a pour but la conception d'un thermostat doté d'une intelligence artificielle. Ce thermostat, en plus de ses fonctions classiques, a la capacité de prendre en compte les données environnantes afin d'optimiser la consommation d'énergie. Il prend en considération le taux d'isolation de la pièce, ainsi que la température interne de l'espace, mais pas seulement. Il peut également récupérer les prévisions de température et de conditions météorologiques extérieures. Il peut repérer les appareils mobiles à proximités, connectés au wifi, afin de capter la présence ou non d'une personne dans le logement, il est également possible de le synchroniser avec un emploi du temps pour qu'il puisse s'activer au bon moment : le chauffage s'éteint ou diminue fortement s'il n'y a personne. En enregistrant les personnes dans le foyer, ils régulent les température dans les différentes pièces selon les déplacements habituels et aléatoires, et selon la température favorisés par chaque personne du foyer. Ce projet nous permettra donc de diminuer la consommation énergétique jusqu'à 40% sans nuire au confort puisque la température est régulée selon les besoins du consommateur.
Organisation de l'équipe & Rédaction du concept
Répartition des rôles et charte de travail
La composition de l’équipe leur fonction
- Chef de projet : Nour
- Équipe technique : Loucas, Maël
- Équipe Business Plan : Emma, Lucas
- Équipe communication : Hynde, Sebastien
Les valeurs de l’équipe : Notre charte de travail en équipe
Description détaillée
- Clients et bénéficiaires
Les clients de ce projet seront principalement les propriétaires de logement, cherchant à baisser les charges ainsi que la consommation d’énergie. Les bénéficiaires seront ainsi les locataires et les propriétaires. Eventuellement, il serait possible d'adapter le produit à des bâtiments scolaires ou des entreprises, avec des programmes spécifiques à chaque cas.
- Modèle économique / Moyens humains et matériels à réunir pour démarrer
Un investissement initial sera nécessaire au lancement du projet, mais celui-ci n’est pas forcément onéreux, et le retour sur investissement peut être très rapide grâce à la marge créée par la différence entre le prix de vente qu’on fixera par la suite et le coût de production. Nous chercherons à minimiser les coûts de production, en gardant une bonne qualité de produit avec des bons matériaux ainsi qu'en délocalisant la production vers des pays où le coût de main d’œuvre est inférieur. Il s’agira ensuite d’étendre le projet, en augmentant la main d’œuvre et la taille des locaux. Il faudra se démarquer de la concurrence, avec la mise en place d'un bon service après vente, afin de satisfaire les clients sur le long terme. Nous recruterons alors des techniciens expérimentés dans le secteur que nous visons, afin d'avoir une équipe qui assurera la pose et la maintenance de nos produits chez les particuliers. Le système devra régulièrement être mis à jour, et des fonctionnalités pourront y être ajoutées.
Positionnement par rapport à deux concurrents
- Analyse du premier concurrent
Le premier concurrent serait Somfy, un groupe industriel français qui est l’un des leaders mondiaux de l'automatisation. Leur thermostat connecté permet de contrôler à distance la température et de programmer les chauffages. Il utilise une application, avec possibilité de géolocalisation. Le prix du produit est aux environs de 180€.
- Analyse du second concurrent
Le second concurrent est Google Nest Learning Thermostat, une compagnie américaine spécialisée dans la domotique qui produit des réseaux en Wi-Fi-synchronisés avec des programmes automatisés de thermostats et de détecteurs de fumée. Le thermostat mémorise les mouvements et les habitudes, et s’auto-programme par la suite pour réguler la température ambiante. Il baisse le chauffage quand il n’y a personne et détermine le temps nécessaire pour réchauffer le logement. Il permet donc d’ajuster la consommation d’énergie. Le prix du produit est autour de 250€.
- Notre différenciation
Notre projet a des caractéristiques supplémentaires que l'on ne retrouve pas dans les autres appareils, à savoir l'exploitation de la météo pour chauffer plus intelligemment. Le thermostat est relié à tous les chauffages pour un contrôle dans toutes les pièces. Eventuellement, avec un travail supplémentaire sur le développement du projet, il sera possible d'adapter le système à tout type de chauffage (électrique où à gaz). L'appareil pourra également détecter les personnes en détectant les appareils connectés dans le logement, et peut s'autoprogrammer pour réguler la température en mémorisant les mouvements des habitants. Ainsi, il peut repérer les déplacement des personnes dans les pièces, formé des modèles basées sur des études des mouvements sur une longue période, puis réguler la température dans chaque selon ces études.
Scénario d'usage du produit ou du concept envisagé
- Description de l'utilisateur type
Notre utilisateur type serait un actif (seul ou même une famille). Cet utilisateur est un propriétaire ou locataire d'un bien, cela peut être un appartement jusqu'à une villa. Ce logement doit posséder des chauffages électriques, dans l'idéal câblés par zones (zone chambre, zones vie, etc.).
- Scénario d'utilisation du produit
Mettant en place une maison avec 3 habitants, donc 4 pièces. La mère travaille de 8h à 18h, le père de 12h à 00h, l'enfant sort vers 7h et revient à 17h. Le matin, la température dans les chambres 1 et 2 remonte à une température idéal avant le réveil (environ 6h), en prenant en compte le temps nécessaire pour chauffer les pièces. Il préchauffe aussi la cuisine, puisque la famille a l’habitude de prendre un petit déjeuner dans la cuisine, puis cesse le chauffage de la chambre 2. La chambre 1 garde ensuite une température stable jusqu’à peu avant le réveil du père (vers 10h), puis le thermostat éteint les chauffages jusqu’à peu avant 17h, où l'enfant rentre à la maison. La température de sa chambre sera adaptée à l'avance. Au terme d'une période d'adaptation, l'appareil mémorise ensuite les déplacements routiniers, et cela lui permet de prévoir en quelques sorte les mouvements de l'utilisateur, et ainsi d'adapter la température ambiante avant son arrivée à l'appartement. Si la famille part en voyage, elle eput soit indiqué son départ au thermostat, soit le thermostat s'adapte quand il ne retrouve pas de mouvement pour ne pas surconsommer.
Tout cela permettra à la famille d'économiser sur les factures d'électricité, mais également de faire un choix écologique, puisqu'elle évite de gaspiller des ressources.
Analyse du projet
Réponse à la question difficile
- Question : ... ?
- Réponse :
Choix du POC
Notre POC consiste en un modèle en bois d'une maison, avec un toit transparent pour voir l'intérieur. Comme modélisé sur le schéma en dessous il s'agira de 4 pièces délimités par des "murs" en bois, avec des résistances qui font effet de chauffage. Nous mettrons en place une forme de cycle sur 15minutes qui représentera une journée, avec l'emploi du temps des différentes personnes de la famille.
Préparation du POC
| Quantité | Fournisseur | Reférence fournisseur | |
|---|---|---|---|
| Resistance de puissance ~5Ohm, ~10W | 2 | RS Component | RS-159-887 |
| NPN ou MosFet type N, >1A | 5 | Labo d'éléctronique | * |
| Boutons montage panneau | 4 | Labo d'éléctronique/Fabricarium | * |
| LEDs | ~10 | Labo d'éléctronique | * |
| Arduino MKR Wifi 1010 | 1 | Farnell | 2917569 |
| Capteurs de température | 5 | Farnell | 3124182 |
| Alim de labo 5V 6A | 1 | Labo d'éléctronique | * |
| Dessus maquette - Plaque transparente/plexy, ~50cm*50cm | 1 | Fabricarium | * |
| Dessous maquette - Plaque bois, ~50cm*50cm | 1 | Fabricarium | * |
| Murs maquette - plaques découpées au laser | Plusieurs | Fabricarium | * |
| Câbles divers | ... | Fabricarium | * |
Seconde partie : Réalisations
Dossier technique de la preuve de concept
Compte-rendu de la réalisation du POC
1. Objectif de la réalisation du POC
Notre proof of concept consiste en une maquette, version miniature d'une habitation. Cette maquette est chauffée jusqu'à la température voulue par notre thermostat, en respectant des horaires spécifiques.
Le thermostat dispose d'une page web qui sert d'interface intelligente et accessible à distance.
Bien que n'étant qu'une fraction de ce que serait le thermostat du projet Termotech, ce POC montre qu'il est possible de créer un thermostat intelligent et connecté à internet, tout cela avec un microcontrôleur à bas coût.
On utilisera donc des résistances pour chauffer la maquette en bois, et des capteurs de température pour savoir quand stopper le réchauffement. Un microcontrôleur sera responsable de leur contrôle. Des leds indiqueront si la température est : bonne, froide ou chaude dans la maquette.
2. Réalisation du POC
D'abord, il nous a fallu créer la maquette, les microcontrôleurs n'étant pas arrivés. Nous avons choisi de créer une maquette en bois. Maël DELABY s'est occupé de la conception en 3D des pièces de la maquette. En suivant ces plans nous avons donc utilisé la découpeuse laser, puis nous avons assemblé la maquette, que voici:
Enfin, il a fallu percer des trous pour passer les fils des résistances qui serviront de chauffage.
La maquette maintenant finie, nous avons trouvé un ESP8266 Wifi parfait pour notre projet, mis à disposition par Polytech (le microcontrôleur commandé n'étant jamais arrivé).
Maël étant en SE, il s'est occupé de la partie électronique du projet (branchements sur breadboard, mise en place des leds, capteur de température et résistance chauffante).
Loucas étant en IS, il s'occupait de coder le microcontrôleur afin qu'il serve une page web où l'on peut contrôler la température visée et voir la température actuelle. Il code aussi ses fonctions normales de thermostat ainsi que des horaires de fonctionnement (qui seraient déterminées par apprentissage dans le produit final).
Résultats et Bilan
On se retrouve avec une maquette capable de chauffer à une température voulue, et de refroidir à l'aide d'un ventilateur (pour des raisons de démonstration). La maquette indique à l'aide de LEDs si elle est froide, à bonne température, ou chaude. Ceci renforce l'aspect visuel de la présentation. On dispose donc aussi d'un site web hébergé en direct sur le thermostat, permettant de contrôler sa température visée, et de lire la température actuelle.
Ce POC montre les capacités conséquentes d'un simple esp8266, un microcontrôleur à bas coût et qui peut pourtant gérer le sans fil, tenir une page web, et servir de thermostat. Ceci montre donc la viabilité économique et technique du projet.
Business Model Canvas
Le marché
Nous allons devoir faire face à un marché concurrentiel : pour cela nous pouvons miser sur notre différenciation qui est l’exploitation des données météorologiques. Le port d’un bracelet permettant la détection de la personne dans une pièce est aussi source de nouveauté.
Notre marché s’adresse à tout propriétaire d’un bien mais aussi aux grandes entreprises qui sont souvent soumises à de grandes consommations énergétiques. Nous pourrons donc leur permettre de chauffer plus intelligemment et ainsi de réduire fortement leurs pertes énergétiques.
La stratégie commerciale et la communication
Afin de convaincre notre clientèle a améliorer leur quotidien en installant le ThermoTech chez eux, voici les arguments à utiliser :
- Optimise la température de chaque pièce de la maison en fonction de vos besoins.
- Permet d'économiser l'énergie (électricité) et réduit la facture de chauffage jusqu'à 40%.
- réduit l'empreinte carbone, donc c'est un produit écologique.
le logo de notre produit est le suivant : 
Pour nous faire connaitre et surtout faire connaitre notre produit il va falloir :
- créer un site web.
- Via les réseaux sociaux, Facebook, Instagram par exemple et même LinkedIn, publier des posts/ article notamment sur la page Facebook de l'école.
- créer une vidéo de présentation en guise de publicité
Les moyens (équipe, matériel, prestataires et fournisseurs)
Puis vous résumez l'ensemble : 
Supports de communication
Compte rendu de votre rencontre avec le référent-école
Suite à notre Rendez-vous avec notre référent, nous n'avons pas eu de problèmes particulers à résoudre. Nous avons fait part de notre progrès et eu un retour positif de sa part.