Définition Jumeau Numérique

Souvent désigné sous le terme anglais "Digital Twin," le jumeau numérique est un élan technologique majeur qui a pris d'assaut divers secteurs. Parmi eux : l'industrie manufacturière, l’aérospatial, le secteur automobile, la santé, ou encore le secteur immobilier au sens large du terme.

 

Apparu au début des années 2000, le concept de "jumeau numérique" se réfère à la création d’une représentation virtuelle, dynamique et interactive d'un objet physique (pièce, produit, assemblage complexe, ligne de production, usine, bâtiment…), d’un système ou d'un processus, élaborée à partir de données numériques captées en temps réel.

 

Ce modèle numérique offre une multitude d'applications et de bénéfices, notamment dans l'optimisation des opérations, la réduction des coûts, l'amélioration de la productivité et l'augmentation de la sécurité.

 

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Comprendre le Jumeau Numérique (ou Digital Twin)

 

Technologie innovante, le jumeau numérique repose sur l’idée de créer le double virtuel d’un objet, d’un système ou d’un processus du monde réel. Cette « copie numérique » est alimentée en temps réel par des données provenant de capteurs et d’autres sources d’informations. La data est utilisée pour maintenir le jumeau numérique aussi précis et à jour que possible, reflétant ainsi en permanence l’état et le comportement de l’objet ou du processus réel.

 

 

Un jumeau numérique est défini par plusieurs éléments clés :

 

  • Une modélisation précise : il doit représenter de manière précise l’objet ou le processus qu’il simule. Cela inclut la géométrie, les matériaux, les propriétés physiques, et toutes les caractéristiques pertinentes.

 

  • L’interactivité : les utilisateurs doivent pouvoir interagir avec le jumeau numérique, l’explorer, y apporter des modifications et simuler différentes conditions et scénarii.

 

  • Des données en temps réel : le jumeau numérique doit être alimenté par des données en temps réel pour qu’il puisse refléter les conditions actuelles de l’objet ou du processus.

 

  • Analyse et simulation : il doit être capable de réaliser des analyses et des simulations pour évaluer et prédire le comportement futur de l’objet ou du processus.

 

Bien au-delà d’une simple modélisation 3D, la technologie du jumeau numérique englobe donc une précision géométrique, matérialistique et comportementale, offrant ainsi des capacités d’analyse, de simulation et d’interaction poussées.

 

A noter que l’alliance entre jumeau numérique et SIG (Systèmes d’Information Géographique) permet de mieux gérer et comprendre nos espaces et infrastructures. Les SIG aident à visualiser les données et informations liées aux positions géographiques, comme un outil de cartographie avancé. Lorsqu’ils sont combinés, le SIG place le jumeau numérique dans un contexte géographique réel, permettant ainsi une meilleure analyse, planification et gestion de nos espaces et objets physiques grâce à leurs doubles virtuels.

 

De plus, jumeau numérique et intelligence artificielle sont liés : l’IA peut analyser les données recueillies par le jumeau numérique pour améliorer la prise de décision, optimiser les processus et même prédire les futurs besoins ou pannes au sein d’un système ou d’un produit réel.

 

 

 

Utilisations du Jumeau Numérique

 

Le jumeau numérique (Digital Twin) trouve une multitude d’applications dans divers domaines. Voici quelques exemples :

Le jumeau numérique dans l’Industrie

 

  • Conception et prototypage : les ingénieurs peuvent utiliser des jumeaux numériques pour concevoir et tester des produits avant de les fabriquer physiquement. Cette phase permet d’identifier et de corriger les erreurs de conception plus rapidement et à moindre coût (en limitant notamment le recours au prototypage).

 

  • Simulation de processus : les jumeaux numériques permettent de simuler le fonctionnement d’une usine ou d’une ligne de production, en prenant en compte les variables telles que la disponibilité des machines, la gestion de la chaîne d’approvisionnement et la planification de la production. Cette simulation aide à optimiser les processus pour une efficacité maximale.

 

  • Maintenance prédictive : en surveillant en permanence les données en temps réel provenant des équipements physiques, les jumeaux numériques peuvent prédire les pannes et les dysfonctionnements, ce qui permet de planifier la maintenance de manière proactive, réduisant ainsi les temps d’arrêt inattendus.

 

  • Formation et gestion des opérations : les jumeaux numériques peuvent servir de plateforme de formation pour le personnel, permettant aux travailleurs de se familiariser avec les machines et les procédures avant de les manipuler dans le monde réel. Ils peuvent également être utilisés pour superviser les opérations en temps réel.

Le jumeau numérique dans les usines

 

  • Optimisation de la chaîne d’approvisionnement : les jumeaux numériques aident à surveiller l’état des matières premières et des produits en cours de fabrication, permettant ainsi d’optimiser la chaîne d’approvisionnement en temps réel pour minimiser les coûts et les délais.

 

  • Gestion de la qualité : en comparant les données du jumeau numérique aux spécifications de qualité, les fabricants peuvent identifier les défauts potentiels plus tôt dans le processus de production, réduisant ainsi les rejets et les rappels coûteux.

 

 

  • Sécurité des travailleurs : les jumeaux numériques peuvent être utilisés pour simuler des scénarii de sécurité et de risques ; ces informations aidant par exemple à former les employés sur la sécurité au travail et à réduire les accidents.
Immobilier

Le jumeau numérique dans le secteur immobilier

 

  • Conception et planification de bâtiments : les architectes et les ingénieurs peuvent créer des jumeaux numériques de bâtiments pour explorer différentes options de conception, évaluer l’efficacité énergétique et prévoir les besoins en matière d’infrastructures.

 

  • Gestion du cycle de vie du bâtiment : les propriétaires et gestionnaires immobiliers utilisent des jumeaux numériques pour suivre l’évolution des bâtiments au fil du temps. Cela inclut entre autres la surveillance de l’entretien, la gestion des équipements, la gestion des actifs, et la planification des rénovations.

 

  • Sécurité et conformité : le jumeau numérique permet de simuler des scénarii d’urgence, tels que des incendies ou des évacuations, afin de garantir que les bâtiments sont conformes aux normes de sécurité et aux réglementations en vigueur.

 

  • Efficacité énergétique : en surveillant en temps réel les données liées à la consommation d’énergie, aux systèmes de chauffage, de ventilation, et de climatisation (HVAC), ainsi qu’aux installations d’éclairage, les jumeaux numériques permettent d’optimiser l’efficacité énergétique des bâtiments. Les gestionnaires peuvent ajuster les paramètres en fonction des besoins, réduisant ainsi les coûts d’exploitation et l’impact environnemental.

 

  • Planification des rénovations et des réparations : les jumeaux numériques sont utilisés pour anticiper les besoins en matière de rénovations et de réparations. Ils permettent de visualiser l’état actuel du bâtiment, d’identifier les zones nécessitant une intervention, et de planifier les travaux de manière efficace. Cela contribue à minimiser les interruptions et les coûts imprévus.

 

  • Gestion des espaces : ils permettent une gestion efficace des espaces à l’intérieur des bâtiments, que ce soit pour la planification de l’aménagement des bureaux, la gestion des espaces de stockage, ou la coordination des zones d’accès pour les utilisateurs.

 

  • Gestion des actifs : dans le cadre de portefeuilles immobiliers étendus, les jumeaux numériques aident à gérer et à surveiller l’état des actifs, à planifier les remplacements d’équipements, et à prendre des décisions basées sur des données pour optimiser les investissements immobiliers.

 

  • …et bien d’autres usages.

 

Dans le secteur de l’immobilier, l’intégration du jumeau numérique avec les Systèmes d’Information Géographique (SIG) révolutionne la gestion des biens en fournissant une plateforme interactive qui non seulement simule fidèlement les propriétés et leur environnement immédiat dans un espace virtuel, mais aussi ancre stratégiquement chaque actif dans son contexte géospatial précis, facilitant ainsi une planification, une analyse et une gestion immobilière optimisées, en tenant compte des dynamiques spatiales et environnementales réelles.

Le jumeau numérique dans le secteur de la santé et soins à la personne (Digital Twin for Health)

 

  • Gestion et maintenance des équipements : les technologies du jumeau numérique peuvent aider à surveiller l’état et l’efficacité des équipements et systèmes médicaux. Au niveau de la maintenance prédictive, les données collectées peuvent être utilisées pour prédire quand un équipement a besoin de maintenance ou est susceptible de tomber en panne.

 

  • Planification des espaces hospitaliers : en simulant et en analysant l’utilisation des espaces pour améliorer l’efficacité des opérations, ou en simulant le flux de patients pour optimiser les trajets et minimiser les risques d’infection.

 

  • Gestion des installations hospitalières : pour surveiller et optimiser l’utilisation des ressources dans un établissement de santé, ou encore pour s’assurer une surveillance et un contrôle des systèmes critiques pour la sécurité des personnes (patient et personnel).

 

  • …et bien d’autres usages.

En résumé

 

Le jumeau numérique (ou Digital Twin) s’érige donc comme un levier technologique puissant, propulsant l’optimisation et la prédiction au cœur des opérations industrielles, immobilières, de santé et bien d’autres. Un atout inestimable que Visiativ déploie au profit de ses clients pour une performance rehaussée.

 

 

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