Un jumeau numérique, aussi appelé "digital twin" en anglais, est la réplique d’un objet, d’un système ou d’un processus sous une forme numérique. La technologie se sert des flux de données pour adapter la représentation en fonction de scénarios d'anticipation ou pour suivre une évolution en temps réel afin pour améliorer la collaboration, l'accès à l'information et la prise de décision. En étant capables de simuler le monde physique, les jumeaux numériques aident par exemple les organisations à mieux utiliser les ressources, à réduire les émissions de carbone, à optimiser les réseaux d'approvisionnement et de transport, ainsi qu'à accroître la sécurité des employés.
La technologie des jumeaux numériques n'est pas récente, la Nasa a été l'une des premières organisations à utiliser des jumeaux numériques rudimentaires à la fin des années 1960. Depuis les années 2010, les évolutions de la connectivité, de l'analyse des données et des capteurs en font désormais une solution rentable conférant plus de flexibilité aux entreprises utilisatrices.
"Deux grandes familles de jumeaux numériques se profilent avec chacune une approche distincte", explique-t-on à l'école supérieure d'ingénieurs Léonard de Vinci, où un cours dédié aux jumeaux numériques a été mise en place à la rentrée 2019.
Les technologies associées au jumeau numérique concernent ainsi principalement l'ingénierie/conception assistée par ordinateur (IAO/CAO), l'intelligence artificielle (IA), l'analyse des données en temps réel ou encore l'IoT.
Les jumeaux numériques transforment le monde industriel en modifiant la phase de développement d'un produit ou l'utilisation d'un équipement. Avant le développement du concept de digital twin, une entreprise créait physiquement un objet pour lui faire subir un ensemble de tests et y apporter des modifications. Avec le jumeau numérique, les données recueillies sur l'évolution de l'objet permettent d'en anticiper et d'en optimiser les performances. Selon l'étude "2022 Digital twin global survey report" de l'entreprise américaine de simulation Altair, menée en mai 2022 dans dix pays auprès de plus de 2000 personnes d'entreprises de plus de 100 salariés, 43% des répondants pensent que les solutions de jumeau numérique rendront obsolètes les tests physiques d'ici quatre ans ou plus tôt.
Avec les jumeaux numériques, les entreprises :
Les professionnels de la construction et de l'immobilier réalisent depuis plusieurs années des BIM (Building Information Modeling), c'est-à-dire des modélisations des données des bâtiments. La maquette numérique du BIM peut par exemple servir d'élément de base au jumeau numérique, grâce au recueil des différentes données du bâtiment. De son côté, le jumeau numérique apporte les bénéficies de l'IoT avec une possibilité de prévision d'incidents, notamment structurels.
La santé est un secteur d'activité directement impacté par l'émergence des jumeaux numériques. Il s'agit principalement ici de :
De nombreuses initiatives et expérimentations ont été lancées dans l'Hexagone. La start-up Exactcure, par exemple, construit sur son application le jumeau digital de l'utilisateur afin de connaître la réponse médicamenteuse personnelle de chaque patient. Ce double numérique prévient ainsi les incidents dus au mésusage du médicament. Exactcure a signé en novembre 2019 avec le groupe Vidal, spécialisé dans les systèmes d'information en santé, pour intégrer dans la plateforme Vidal Sentinel à destination des pharmaciens d'hôpitaux ses simulations personnalisées. Pour contribuer à apporter à chacun le meilleur traitement face au coronavirus, la start-up niçoise, a intégré dans ses bases de modèles certaines molécules testées par des chercheurs contre le coronavirus, comme l'hydroxychloroquine, le lopinavir/ritonavir (Kaletra), ou le Remdesivir.
"Utilisé d'abord pour modéliser un objet, comme un moteur d'avion, le jumeau numérique est aujourd'hui employé pour représenter un système entier : un avion dans son intégralité, une chaîne logistique, une usine, etc.", observe Michel Morvan, cofondateur et président de Cosmo Tech, éditeur français spécialisé dans les solutions d'intelligence augmentée pour prédire, à l'aide de jumeaux numériques, ce qui peut se passer selon des situations aléatoires. Cosmo Tech a par exemple réalisé le jumeau numérique de la chaîne d'approvisionnement de Renault pour l'aider à répondre au mieux à la demande en fonction de la production, du stock, de l'organisation des équipes… La solution a apporté au constructeur automobile un ROI en trois mois et est aujourd'hui déployée chez Michelin.
Autre exemple avec le groupe EDF, qui s'appuie sur les jumeaux numériques de l'éditeur Ansys pour concevoir ses centrales nucléaires de nouvelle génération et en optimiser le rendement énergétique. EDF a signé début mars 2020 avec Ansys un contrat pluriannuel, lui permettant de développer des instruments et des outils de contrôle avancés à moindre coût, bien plus rapidement qu'en faisant appel à des méthodes traditionnelles de prototypage physique et d'essais.
Sommaire Définition de jumeau numérique Fonctionnement Pourquoi en utiliser ? Jumeau numérique vs BIM Les digital twins en santé Exemples de jumeaux numériques Qu’est-ce qu'un jumeau numérique ? Un jumeau…
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