Qu'est-ce qu'un jumeau numérique ?

Un jumeau numérique est une copie virtuelle dynamique d'une ressource, d'un processus, d'un système ou d'un environnement physique dont l'apparence est identique au modèle et qui se comporte de la même façon que lui. Un jumeau numérique absorbe des données et réplique les processus afin de vous permettre de prédire les performances ou les éventuels problèmes que pourrait rencontrer le modèle.

Comment fonctionnent les jumeaux numériques ?

L'avantage des jumeaux numériques provient de la connexion entre les ressources et les données réelles. Vous pouvez alors les visualiser de façon optimale. Les jumeaux numériques permettent aux équipes transversales de concevoir, construire, tester, déployer et faire fonctionner collaborativement des systèmes complexes de façon interactive et immersive. Ils aident les entreprises à comprendre le passé, voir les conditions présentes et prévenir les problèmes futurs. Ils facilitent la prise de décision grâce à des informations sur les ventes et le marketing, des analyses, des visualisations en 3D, des simulations et des prévisions.

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Image courtesy of Sitowise

Comment crée-t-on des jumeaux numériques ?

Les jumeaux numériques sont créés en important des modèles conceptuels (via bâti immobilier modélisé, conception assistée par ordinateur ou système d'information géographique) ou en numérisant des entités physiques du monde réel, afin de les visualiser et de les analyser en lien avec les données entrepreneuriales et de l'Internet des objets (IdO). Un jumeau numérique, optimisé par la 3D en temps réel – une technologie d'infographie qui crée du contenu interactif plus rapidement que la perception humaine – peut conserver, organiser et présenter diverses sources de données, y compris des informations et des modèles, sous forme de visualisations interactives d'un réalisme saisissant. 

Les jumeaux numériques représentent virtuellement les mouvements, forces et interactions que leur modèle peut subir dans le monde réel. Cela permet aux utilisateurs d'exploiter un contenu dynamique en trois dimensions répondant à leurs actions en temps réel. Dans cet environnement virtuel, ils peuvent simuler efficacement les conditions du monde réel, tester des scénario alternatifs et toute circonstance imaginable, ainsi que visualiser instantanément les conséquences sur toute plateforme, y compris les appareils mobiles, les ordinateurs et les appareils de réalité augmentée, de réalité mixte ou de réalité virtuelle (RA, RM, RV).

Chaque déploiement de jumeaux numériques est unique. Le déploiement se déroule souvent par étapes, chaque phase gagnant en complexité et en impact. Un jumeau numérique peut varier d'un simple configurateur de produit en 3D à une représentation détaillée d'un réseau ou d'un système aussi grand qu'une ville. Chaque composant est dynamiquement connecté à l'ingénierie, à la construction, aux données opérationnelles et à la conception virtuelle.

À chaque étape du cycle de vie du projet, les jumeaux numériques fournissent les clés permettant aux équipes transdisciplinaires de concevoir, penser, bâtir, vendre, faire fonctionner et entretenir des constructions complexes.

Historique de la technologie des jumeaux numériques

L'idée d'utiliser des jumeaux numériques afin d'étudier les réactions d'objets physiques fut introduite pour la première fois par la NASA dans les années 1960. La NASA fit construire des répliques au sol de ses fusées, de sorte qu'elles correspondent parfaitement aux systèmes déployés dans l'espace lors des missions d'exploration. L'intérêt de ce procédé fut magistralement illustré durant la célèbre mission Apollo 13. Grâce au jumeau ainsi créé, Houston put rapidement s'adapter et modifier les simulations afin de coller aux avaries subies par la navette. Cela lui permit de mettre en œuvre des solutions d'urgence et d'ainsi ramener les astronautes sains et saufs sur Terre.

Au début des années 1970, les ordinateurs centraux commencèrent à être utilisés comme des similis jumeaux numériques afin de surveiller de vastes complexes, tels que des centrales électriques. Dans les années 1980, des systèmes 2D de conception assistée par ordinateur comme AutoCAD firent leur apparition. Ils permettaient de produire des épures, autrement dit de quoi concevoir une infinité d'objets à l'aide d'un ordinateur. Ils furent rapidement adoptés par des millions de concepteurs et d'ingénieurs.

Au cours des années 2000, les outils 3D de conception assistée par ordinateur intégrant la modélisation paramétrique et la simulation ont rendu possible la conception intelligente d'assemblages complexes, semblables à une base de données d'objets interconnectés. Une dizaine d'années plus tard, les leaders du marché des outils 3D de conception assistée par ordinateur lancèrent des solutions infonuagiques. Dans un premier temps, à des fins de collaboration et de gestion de projets, puis petit à petit, à destination du design génératif, bien que les outils de conception assistée par ordinateur aient demeuré principalement sur postes fixes.

Aujourd'hui, nous entrons dans l'âge des jumeaux numériques motorisés par la 3D en temps réel. Cette technologie permet de s'affranchir des tableaux de bord et autres modèles 3D pour accéder aux données depuis des sources multiples sur tout appareil ou plateforme, pour une collaboration, une visualisation et un processus de décision inégalé.

 

Avantages des jumeaux numériques

Grâce aux jumeaux numériques, les clients constatent immédiatement une amélioration de l'accès aux données. Quand les jumeaux numériques arrivent à maturité, ils offrent de nouveaux avantages, tels que la diminution des coûts de maintenance, des décisions plus éclairées pour les changements de processus, ce qui entraîne d'importantes économies potentielles, et une amélioration de l'efficacité de la maintenance et de l'exploitation. 80 à 90 % des coûts d'un local en termes de réalisation, d'utilisation et d'entretien, sont déterminés à l'étape de conception. Améliorer la conception en amont permet donc de réaliser des économies substantielles sur la durée de vie d'un projet.

L'utilisation des jumeaux numériques dans le domaine de la conception a amélioré la collaboration et la communication interéquipes. Les clients œuvrant dans la préconstruction bénéficient d'une agrégation de données et d'une coordination des échanges naturelles.

Formation de sécurité, assurance qualité, contrôle qualité... L'utilisation des jumeaux numériques a considérablement réduit les risques d'accidents et d'erreurs dans le domaine du bâtiment. Lorsque les jumeaux numériques sont mis à contribution dans le cadre de l'entretien et du fonctionnement, ils permettent notamment d'optimiser les opérations, ainsi que de réduire les temps morts, l'entretien requis et les coûts en personnel.

La capacité d'interagir avec les données en temps réel change la façon dont le personnel prend des décisions de conception, de fonctionnement et d'entretien. La faculté de visualiser et simuler des opérations complexes en 3D en temps réel permet d'améliorer la façon dont le personnel interagit avec les ressources : chaque espace ou ressource physique au monde est conçu, construit puis mis en œuvre.

Défis liés aux jumeaux numériques

C'est une chose que de glaner d'importantes quantités de données, c'en est une autre de les exploiter intelligemment. Les meilleures décisions sont prises lorsqu'elles s'appuient sur des données. Toutefois, vos données ne seront utiles que si vous parvenez à les animer afin de créer des scénarios prédictifs et des simulations.

Les entreprises en mutation vers le modèle numérique courent le risque d'être submergées de données brutes avant d'avoir trouvé un moyen de les analyser et de les exploiter. Aujourd'hui, la captation de données brutes est plus aisée que l'exploitation même de ces données. Il convient de trier les informations utiles, de combiner les données et de les transformer en informations digestes pour l'utilisateur dans le contexte de l'application.

Le principal défi s'avère donc être de maîtriser le pouvoir de l'information. Les données des entreprises et de l'IdO sont enfouies dans des bases de données, des feuilles de calcul et des modèles (bâti immobilier modélisé, conception assistée par ordinateur et système d'information géographique). Les jumeaux numériques en 3D en temps réel permettent de donner vie à ces données.

L'avenir des jumeaux numériques

Un nombre croissant de produits, équipements, usines, bâtiment et villes s'affranchissent des barrières du monde physique et possèdent désormais un alter ego virtuel. Les gens eux-mêmes ont des jumeaux numériques. Nous allons vivre la prochaine mutation d'Internet : le tout connecté (systèmes, appareils et personnes) dans le métavers via la 3D en temps réel

Le métavers ouvre la voie à une toute nouvelle économie, riche en opportunités telles que le marketing 3D ; et propose des expériences immersives dans des espaces transnumériques et hybrides. Il permet, entre autres, de gérer la mise à jour d'un local ou de personnaliser l'achat d'un véhicule.

Les jumeaux numériques dans le monde réel

Consultez la liste des secteurs d'activité recourant aux jumeaux numériques et découvrez comment ils s'en servent pour marquer durablement les esprits.

Créer des villes intelligentes, sûres et durables
Villes intelligentes

Découvrez comment Sitowise adopte une nouvelle vision pour les infrastructures et les bâtiments du futur afin de créer des environnements plus sûrs pour la vie quotidienne à l'aide de simulations de jumeaux numériques.

Réinventer la planification urbaine
Secteur public

Le jumeau numérique évolutif de Paris permet d'observer la ville sous un jour nouveau et d'impliquer ses habitants dans le développement urbain.

Du jeu vidéo aux jumeaux numériques
Technologie

Découvrez comment Unity exploite la 3D en temps réel afin de créer des jumeaux numériques d'objets, villes et même personnes réels.

Visualisation immersive pour les infrastructures
Énergies renouvelables

Découvrez comment le cabinet de consulting sud-africain Zutari utilise Unity pour créer des solutions durables en matière d'énergie.

Simuler de nouvelles salles d'hôpital
Santé

Mortenson a trouvé un moyen de réduire les coûts et les risques liés aux projets médicaux AEC. Découvrez comment ils utilisent la RV interactive afin d'améliorer la conception des hôpitaux.

Rationaliser la conception et la fabrication
Textile

Grâce à la technologie 3D RestAR, le fabricant de chaussures Deckers Brands a rationalisé son flux de travail, ce qui permet à l'entreprise d'économiser du temps, de l'argent et des ressources.

Visualiser des concepts et des réalisations en temps réel
Automobile

Grâce à la 3D interactive en temps réel, Volvo Cars révolutionne la façon dont l'industrie automobile conçoit, développe, fabrique et vend des véhicules.

Visionner des designs grâce à la 3D interactive
Architecture

L'étude d'architectes britannique P+HS gagne un temps précieux en manipulant des formes en 3D grâce à la technologie Reflect Review de Unity.

Jumeaux numériques dans le secteur de l'énergie
Énergie

Le secteur de l'énergie est à la pointe de l'adoption des jumeaux numériques, avec des pionniers tels que SLB, bp, Enbridge et Exxon en tête de ce mouvement.

Principales applications des jumeaux numériques en 2023

Découvrez comment divers secteurs utilisent les jumeaux numériques et consultez des études de cas captivantes qui mettent en lumière l'impact concret de cette technologie dans le monde réel en 2023.

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Les possibilités sont infinies avec les jumeaux numériques.

Explorez le monde des jumeaux numériques, optimisés par Unity. Découvrez comment tirer une plus grande valeur de vos données numériques et réalisez des optimisations continues tout au long du cycle de vie de vos produits. Augmentez votre chiffre d'affaires, améliorez vos programmes de formation, réduisez les temps d'arrêt des machines, améliorez la collaboration à distance, entraînez des appareils autonomes, etc. Regardez la vidéo pour découvrir les possibilités infinies.

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Foire aux questions

Dans quels secteurs les jumeaux numériques sont-ils utilisés ?

Les jumeaux numériques sont les plus indiqués et les plus prometteurs dans les secteurs d'activités de la fabrication, de l'automobile, de l'ingénierie, du bâtiment, de l'architecture, de la production d'énergie, de la formation en simulateur, du médical et de la planification urbaine, entre autres.

En quoi un jumeau numérique diffère-t-il d'une simulation ?

Contrairement à une simulation, un jumeau numérique ingère et visualise une variété d'informations et de modèles, rendant les simulations plus complexes et plus proches de la réalité. En réduisant l'écart entre la simulation et la réalité, nous augmentons la confiance dans le fonctionnement des objets physiques dans le monde réel, conformément aux prévisions. 

Le développement d'un jumeau numérique et sa simulation constituent un processus itératif. Pour créer un jumeau numérique, les équipes importent ou créent d'abord les ressources numériques nécessaires (objets, modèles, environnements, capteurs, etc.). Ensuite, elles définissent les variables et les actions des ressources et des agents pour les scénarios de simulation choisis, comme la physique, les contrôleurs, les modèles de comportement, les capteurs et la disposition de l'environnement. Les résultats des simulations facilitent la prise de décisions pour le développement de produits et les opérations.

Pourquoi la technologie des jumeaux numériques est-elle importante ?

Les jumeaux numériques ont transfiguré la conception, la fabrication, l'utilisation et l'entretien des produits. Le recours aux jumeaux numériques donne accès à des données enrichies permettant de prendre des décisions éclairées dans des domaines clés tels que la sécurité, le développement durable, les opérations effectives, l'optimisation des ressources et la gestion du rapport rendement/revenus.

Je n'ai pas d'expertise technique et/ou d'infrastructure d'ingénierie. Comment démarrer ?

L'équipe Accelerate Solutions d'Unity peut vous aider. Constituée d'ingénieurs, d'experts et d'architectes solutions expérimentés, Accelerate Solutions peut vous aider à planifier et mettre en œuvre la transformation numérique de votre entreprise, tout en laissant une infrastructure fonctionnelle en place pour permettre à votre équipe de travailler.

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