Concevoir un jeu éducatif sans écran, de l’idée à l’industrialisation
Introduction
Koolookoo commercialise un jeu intelligent sans écran, destiné aux enfants atteints de troubles de l’apprentissage (dyslexie, dyscalculie, dysorthographie,…). Découvrez comment ce jeu pour enfants dys est passé d’un concept à un produit qui a prouvé sa traction sur le marché.
Dès le départ, Openest a été impliqué pour transformer une intuition pédagogique en un objet concret. Le premier prototype, réalisé à partir de composants sur étagère, a permis de valider les usages, de recueillir les retours des premiers utilisateurs, puis d’intégrer un programme d’incubation : Quai Alpha, à Épinal.
L’incubation à permis à Koolookoo d’accéder à de nombreuses ressources dont des financements nécessaires pour la suite du projet. Et notamment la réussite d’une campagne de financement participative sur Ulule.
Conception et prototypage
Un prototype du jeu intelligent pour démontrer, tester et affiner l’offre
Le premier prototype a été conçu pour permettre à Koolookoo de valider rapidement le concept. Réalisé avec un Raspberry-Pi, une « cape » audio, une alimentation sur batterie, un lecteur de codes-barres et un boîtier en bois, il a été assemblé en deux semaines :
Le logiciel embarqué a été réalisé en Python afin de livrer un maximum de fonctionnalités en un minimum de temps. Le système d’exploitation était basé sur Buidroot minimal pour quand même garantir un temps de démarrage rapide et limiter l’utilisation de ressources.
Cinq prototypes ont ensuite été testées pendant 8 mois par des orthophonistes, des étudiants en orthophonie et des partenaires. Chaque retour a permis d’ajouter de nouveaux types de jeux et d’affiner l’offre. Cette phase a été déterminante pour faire évoluer le produit aux besoins spécifiques des différents utilisateurs identifiés : parents, orthophonistes et enseignants.
Vers l’industrialisation : choix techniques et architecture du Koolookoo
Un pilotage technique de bout en bout
En se basant sur l’expérience acquise avec le prototype, Openest a défini le cahier des charges et a sollicité des devis pour la conception électronique, mécanique et certains composants clés.
Ensuite nous avons coordonné l’ensemble des partenaires. L’objectif était d’assurer une bonne communication entre les intervenants et de respecter les délais et les coûts.
Une carte électronique sur mesure
La carte, conçue par MicroJM autour d’un ESP32S3, gère :
- un potentiomètre pour l’allumage et le volume,
- un lecteur de QR code pour démarrer les jeux,
- huit boutons d’arcade,
- un port USB-C pour la recharge,
- une batterie,
- des composants et un haut-parleur pour jouer les sons.
Les contraintes prises en compte : robustesse, autonomie ≥ 6h, charge < 2h, qualité audio, sécurité et conformité.
Firmware embarqué et sécurisé
Openest a assuré le bring-up matériel et le développement complet du firmware sous esp-idf (basé sur FreeRTOS). Le logiciel embarque :
- La gestion des événements utilisateurs
- L’optimisation de la consommation électrique
- La gestion de la charge, décharge et niveau de la batterie
- La lecture de fichiers sons pour les énoncés et les exercices,
- Un protocole QR-code propriétaire pour identifier les contenus,
- Un protocole de communication sur mesure avec le lecteur de QR-code
- Le chiffrement des données critiques
- Un solution de secure boot par signature des binaires
- Un mode point d’accès Wi-Fi pour les mises à jour
- Une base de données embarquée de plus de 30 000 sons et un système pour la mettre à jour facilement
- Un système de mises à jour OTA du firmware
- Une infrastructure d’intégration continue et de tests automatisés
Application mobile de mise à jour et communication
Développée par Openest, l’application permet :
- le transfert sécurisé de mises à jour vers le jeu intelligent,
- l’envoi de nouveaux sons,
- et à terme, la gestion d’une bibliothèque de jeux et d’abonnements personnalisés.
Une mécanique pensée pour un aspect premium
Conçue par 2ASTech.lor, la mécanique intègre une plaque de bois et un design arrondi. Plusieurs prototypes en impressions 3D ont étés réalisés pour valider l’intégration avec l’électronique, le montage des boutons et l’intégration de la plaque en bois et de sa dilatation.
Industrialisation et partenaires
Conception et fabrication des pièces plastiques
Deux moules ont été conçus par FIP (France Injection Plastique) : boîtier principal et bouton rotatif. Ils ont nécessité plusieurs Openest a participé à chaque itération, en testant notamment le système de fermeture par vis.
FIP a ensuite assuré l’injection des premières pièces plastiques.
Fabrication de la carte électronique et mise en test
Les cartes sont fabriquées et assemblées par APF entreprises à Illkirch-Graffenstaden près de Strasbourg. Openest a conçu un banc de test pour valider automatiquement les fonctions critiques de la carte. Dès la première présérie de 100 cartes (campagne Ulule), ce banc a permis de détecter rapidement des défaut de fabrication et d’éliminer l’essentiel des problèmes.
Assemblage final de l’appareil
Les 55 premiers jeux intelligents ont été assemblés par l’équipe Koolookoo avec l’appui d’Openest. Cette phase a permis de formaliser une procédure de montage et d’estimer les temps d’assemblage et de solliciter des devis.
C’est également l’APF d’Illkirch-Graffenstaden qui a été retenu par Koolookoo comme partenaire industriel. L’assemblage inclut le montage de la carte, l’intégration du bois, la fermeture par vis et le contrôle final, selon une procédure co-construite avec Openest et l’APF.
Conformité et normes
Le jeu intelligent Koolookoo est soumis à la directive RED, à la norme EN71 (sécurité des jouets), et aux directives européennes relatives aux objets connectés. Openest a intégré ces exigences dès la phase de conception, notamment via le choix du microcontrôleur et l’architecture système.
Les essais de conformité ont été réalisés par un laboratoire externe.
Résultats et perspectives
Le projet a permis la livraison de 55 appareils à l’issue d’une campagne Ulule réussie. Il s’est structuré autour d’un écosystème industriel stable et de processus fiables.
De nouvelles fonctionnalités sont en cours de développement, notamment un outil de création d’exercices personnalisés et l’ajout d’une connectique casque via USB-C. Openest reste impliqué dans le suivi technique et l’évolution firmware.
Conclusion
Le projet s’est étalé sur un an (hors prototypage initial) et a été financé en grande partie grâce aux bourses régionales et aux aides French Tech obtenues par Koolookoo avec l’aide de son incubateur, Quai Alpha.
Il incarne une démarche complète, structurée autour de cycles courts, de choix techniques rigoureux et d’une attention constante à la qualité industrielle.
