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Qu’est-ce qu’un Jumeau Numérique ?
Un Jumeau Numérique (Digital Twin) est une représentation numérique d'un bien ou d'un environnement physique
Il y a 20 ans, lorsque Stephen Spielberg a réalisé Minority Report, il a réuni les plus grands penseurs de la science et de la technologie pour l’aider à imaginer les villes du futur. La version cinématographique de Washington DC en 2025 était sombre, certes, mais ses habitants profitaient également des commodités apportées par les technologies numériques intelligentes telles que les voitures sans conducteur, les publicités personnalisées en temps réel et les maisons à commande vocale.
Il y a 20 ans, ces technologies semblaient incroyablement futuristes, mais nombre d’entre elles sont aujourd’hui courantes. Les ordinateurs contrôlés par les gestes, les publicités ciblées sur Internet et les réfrigérateurs qui commandent du lait lorsque vous en manquez existent dans notre quotidien.
Aujourd’hui, les bâtiments intelligents savent où vous vivez, quel est votre emploi du temps, et même quelle quantité de sucre, vous aimez dans votre café. À mesure que les bâtiments et les villes deviennent plus intelligents et plus autonomes, les outils utilisés pour les concevoir, les gérer et les entretenir le sont aussi.
Le secteur de l’Architecture, de l’Ingénierie et de la Construction (AEC) est en retard par rapport aux autres secteurs lorsqu’il s’agit d’adopter la numérisation et la prise de décision basée sur les données. Mais, cela est en train de changer, car les professionnels du secteur commencent à penser et à travailler différemment.
Alors que l’Internet des objets (IoT), l’intelligence artificielle (IA) et les technologies du Cloud computing sont les moteurs de la transformation numérique de l’AEC, les jumeaux numériques gagnent du terrain. Les outils deviennent plus puissants, et les concepteurs et les propriétaires commencent à comprendre comment ils peuvent optimiser le monde construit.
Qu’est-ce qu’un jumeau numérique ?
Un jumeau numérique est une représentation numérique d’un bien ou d’un environnement physique, comme une voiture, un pont ou un bâtiment. Il s’agit moins d’un modèle 3D traditionnel que d’un modèle d’information. Il s’agit d’une référence de données commune créée lors de la planification d’un projet et qui couvre toutes les phases du cycle de vie d’un bien, de la conception à la fabrication et à la construction, en passant par l’exploitation et la maintenance, et même son utilisation ou sa réutilisation future.
Contrairement aux modèles de données statiques, les jumeaux numériques sont des entités dynamiques et “vivantes” qui évoluent en temps réel. Ils apprennent, mettent à jour et communiquent avec leurs homologues physiques en échangeant des données tout au long du cycle de vie de l’actif à l’aide de l’IA, de l’apprentissage automatique et des technologies IoT. Armés de ces simulations dynamiques, les utilisateurs de ces jumeaux virtuels peuvent prévenir les problèmes avant qu’ils ne surviennent, explorer de nouvelles opportunités et planifier l’avenir.
Qu’est-ce qu’un Jumeau Numérique pour l’Architecture, l’Ingénierie et la Construction ?
Dans le secteur de l’AEC, un jumeau numérique est une réplique complète d’un bien construit et de ses systèmes.
Ce bien peut prendre la forme :
- d’un bâtiment
- d’un élément d’infrastructure, tel qu’un pont
- d’un écosystème complexe de biens connectés, comme un réseau ferroviaire, un parc de bureaux ou une ville
Dans le secteur de la Construction, les Jumeaux Numériques traitent des informations telles que :
- Les données opérationnelles des systèmes CVC et MEP (mécanique, électrique et plomberie).
- Les données relatives aux pièces et à la maintenance
- Données environnementales collectées par des capteurs IoT
Comme le Jumeau Numérique évolue en permanence grâce aux données fournies par son jumeau physique, il peut effectuer des simulations et des prédictions en réponse aux conditions en temps réel. Un Jumeau Numérique dans le secteur de la Construction pourrait être utilisé, par exemple, pour aligner la façade solaire d’un bâtiment afin de suivre la trajectoire du soleil ou modifier le flux d’air intérieur pour minimiser la propagation des agents pathogènes.
Les Jumeaux Numériques peuvent également être utilisés pour optimiser les actifs bâtis :
- Configurer les espaces de vente au détail pour tirer parti des habitudes des acheteurs
- Automatisation des opérations agricoles en intérieur pour des conditions de croissance optimales
- Prévision des problèmes de maintenance dans les raffineries de pétrole
- Conception d’espaces de soins de santé pour un flux de patients et des besoins en personnel efficaces
Comment les Jumeaux Numériques relient les flux de travail de conception et de construction
Du point de vue du flux de travail, les Jumeaux Numériques débloquent les données qui étaient traditionnellement enfermées dans des silos (ou dans des dossiers papier). Ainsi, les équipes sont mieux connectées tout au long du cycle de vie d’un projet, de la conception à la mise hors service. Et en intégrant des données statiques, telles que les spécifications des composants et les calendriers de maintenance, à des données dynamiques, telles que les taux d’occupation et les conditions environnementales, les Jumeaux Numériques permettent à chacun, du concepteur au propriétaire, de prendre des décisions plus éclairées qui optimisent les performances et le cycle de vie de l’actif.
Le BIM et le Jumeau Numérique
Le BIM (Building Information Modeling) est le moteur de la numérisation de l’industrie de la construction. Il utilise des modèles multidisciplinaires et la collaboration en nuage pour informer la conception et la gestion des biens construits et des systèmes qu’ils contiennent.
Les jumeaux numériques exploitent tout le potentiel du BIM, en reliant les données et les processus par une gestion dynamique, en temps réel et bidirectionnelle des informations. Il est possible de créer des jumeaux numériques sans BIM, mais l’exploitation de leur plein potentiel commence par les flux de travail intégrés et le partage d’informations qui alimentent déjà le processus BIM.
L’avenir du BIM et des Jumeaux Numériques
À l’avenir, la plupart des jumeaux numériques seront intégrés au processus BIM afin de donner à tous de meilleures informations dans un environnement normalisé. La valeur de ces informations va au-delà d’un seul projet; les données capturées peuvent être réinjectées dans les phases de planification et de conception de nouveaux projets, en appliquant l’apprentissage des données pour les améliorer continuellement.