Le « jumeau numérique » – Un support de performance pour le secteur de la construction

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Mis à jour le 13 novembre 2020

Une passerelle entre le monde physique et le monde virtuel

A l’ère de la transformation numérique, le monde réel et le monde virtuel se rejoignent et le concept de « jumeau numérique » est devenu une réalité. Développé au début du siècle, il s’est imposé comme une technologie majeure qui permet d’améliorer les performances des produits et systèmes dès leur conception, puis tout au long de leur cycle de vie. Il a révolutionné le monde de l’industrie et le cabinet mondial de Recherche et de Conseil Gartner l’a cité parmi les dix principales tendances technologiques stratégiques pour 2020.

Qu’est-ce que le jumeau numérique d’un produit ? Comment fonctionne-t-il ?

Le Dr Michael Grieves a introduit le concept de l’équivalent numérique d’un produit physique ou « jumeau numérique » en 2002, dans le cadre de sa recherche sur la gestion du cycle de vie des produits à l’université du Michigan à Ann Arbor. Grieves décrit le « jumeau numérique » comme une mise en miroir de ce qui existe dans le monde réel avec ce qui existe dans le monde virtuel.

Pour obtenir un jumeau numérique, des composants intelligents – ou capteurs – sont intégrés à l’élément du monde réel – objet, processus ou système -. De concert, ils sont connectés à un système intelligent, généralement basé sur le Cloud, qui collecte et traite les mégadonnées – ou Big Data – et leurs évolutions en temps réel.

La connexion du monde physique au monde virtuel est établie. Elle donne lieu à l’analyse, la corrélation et la surveillance des données – de construction, système, environnementales, dynamiques, etc. – dès la phase de développement, puis tout au long du cycle de vie de l’élément du monde réel. C’est une opportunité pour améliorer les performances des « jumeaux physiques » en aidant les acteurs à analyser, simuler, optimiser des situations multiples et à anticiper divers incidents avant même qu’ils ne surviennent ; en conséquence, elle explore et trouve des solutions plus précises, qualitatives et fiables.

Avant le jumeau numérique, les entreprises fabriquaient des objets physiques pour leurs faire subir un ensemble de tests et y apporter les ajustements nécessaires. Avec le jumeau numérique, elles peuvent désormais réduire leurs coûts de production et de maintenance et augmenter l’efficacité des produits : « le jumeau numérique étant conçu avant le produit physique ».

Les jumeaux numériques sont utilisés dans de multiples domaines d’activité. Ils y génèrent une valeur commerciale substantielle et facilitent la transformation numérique des organisations.

En fait, le concept d’appariement a pour origine les premiers voyages dans l’espace, la première organisation à utiliser la technologie de couplage – le précurseur du jumeau numérique d’aujourd’hui – fut la NASA. Si vous désirez en savoir plus cliquez ici.

Où en est notre secteur aujourd’hui ?

Plus récemment, des études approfondies ont été consacrées à l’exploration du Jumeau numérique dans le contexte de l’Internet des objet (IdO), de l’Industrie 4.0 et de l’Internet industriel des objets (IIdO). Les technologies de l’ère « connectée » permettent aux produits « d’avoir une vie » virtuelle en tant que jumeaux numériques. Ces derniers ont de plus en plus la capacité de changer de manière dynamique – à mesure que l’état de l’objet physique change – et en conséquence, les modifications nécessaires peuvent également être répercutées sur les jumeaux physiques. Par exemple, les capteurs peuvent collecter des données sur l’impact de l’environnement extérieur de l’objet et vice versa. Imaginez que votre maison puisse vous avertir à chaque fois que votre belle-sœur vous rend visite et ne ferme pas les fenêtres de la chambre d’amis, phénomène qui provoque une chute de la température moyenne de votre habitation. De même, imaginez que votre toiture puisse vous informer sur l’amélioration de l’isolation acoustique de votre habitation depuis que vous avez changé les tuiles, etc.

Les outils modernes de gestion de données rendent les jumeaux numériques de plus en plus efficaces. Ils permettent de restreindre l’analyse des mégadonnées recueillies aux informations utiles nécessitées pour une circonstance donnée. En clair, ils vous aident à répondre à des questions simples telles que « Le nouveau système de sécurité installé a-t-il une incidence sur la facture d’électricité ? Comment l’isolation thermique installée va-t-elle se détériorer au fil des ans ? Quand dois-je changer le chauffe-eau ? ».

BIM et le Jumeau numérique

Dans le monde des jumeaux numériques, il y a encore des sujets à résoudre par le BIM. Imaginez que votre ami François, qui vit à l’étranger, désire comparer les
« valeurs u » des enveloppes thermiques de vos habitations. Cependant, lorsque François tape la « valeur u » dans l’interface numérique de son habitation, il n’obtient aucun résultat. Là où il habite, cette caractéristique est appelée
« transmission thermique ». Et s’il n’est pas un expert et ne sait pas que ces termes sont identiques, il sera juste perdu et dans l’incapacité d’effectuer une comparaison.

Si nous désirons que les technologies intelligentes puissent effectuer des comparaisons et des calculs complexes, nous devons les aider.

Au niveau européen, où sont élaborées les politiques et les normes en matière de construction numérique, le BIM ne se limite pas à la modélisation 3D pour la collaboration lors des étapes de conception et de construction. Il concerne la gestion globale de l’Information, qui facilite les processus tout au long du cycle de vie des produits – ou jumeaux physiques -, en l’occurrence les ouvrages et les infrastructures. Cette information repose sur des structures, des définitions et un langage technologique communs. Aussi, avant de développer des règles et une hyperautomatisation de processus nécessaires à la création de jumeaux numériques, numériser les données disponibles dans les sources fiables telles que les normes internationales, les normes européennes (par exemple les normes harmonisées), les règlements, les directives, les documents et autres documents est une étape précieuse et recommandée. Ensuite, la méthodologie des Modèles de description fournit une ligne directrice sur les règles communes et les meilleures pratiques pour structurer les données à usage numérique au sein du secteur de la construction ; en bref, décrire et définir le produit afin que les données soient neutres sur le plan linguistique, universellement comprises et interprétables par ordinateur.

Chez Cobuilder nous partageons cette vision. C’est pourquoi, nous nous avons développé une plateforme de solutions basée sur le Cloud qui repose sur une gestion de données normalisées et structurées afin de permettre aux organisations de communiquer et de collaborer dans un langage professionnel commun et ainsi créer un meilleur environnement bâti.

En bref, pourquoi la technologie des jumeaux numériques est-elle primordiale ?

Aujourd’hui, un avenir sans jumeau numérique semble non seulement improbable, mais également irréfléchi dans le domaine de l’industrie 4.0.. Le jumeau numérique bénéficie de l’intelligence artificielle des objets, prévoit les incidents structurels et offre ainsi aux entreprises et utilisateurs la possibilité de trouver et d’étudier les meilleures solutions à des problématiques données, de manière rapide et pragmatique.

Selon l’Association allemande des technologies de l’information, des télécommunications et des nouveaux médias (BITKOM), les jumeaux numériques dans les industries manufacturières auront un potentiel économique de plus de 78 milliards d’euros d’ici 2025.

Et vous, qu’en pensez-vous ? Chaque produit aurait-il un jumeau numérique ? Êtes-vous prêts à gérer les informations de votre entreprise de façon innovante ?

Si vous le nécessitez, Cobuilder, qui a plus de vingt ans d’expérience dans l’Expertise Conseil de données, peut vous aider à relever les défis de la culture numérique tout en vous accompagnant dans vos développements.