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Pourquoi le jumeau numérique est le nouveau buzzword du monde de la construction ?

Jumeau numérique

Un jumeau numérique est d’abord la réplique virtuelle d’un ouvrage réel, en exploitation, en réhabilitation ou à construire.

On peut stocker de l’information au niveau de chaque objet durant tout le cycle de vie de l’ouvrage :

  • lors de sa programmation,
  • sa conception,
  • sa construction,
  • son exploitation,
  • éventuellement sa rénovation,
  • jusqu’à son démantèlement.

 

Le jumeau numérique est plus puissant que le BIM

Le jumeau numérique est plus puissant que la conservation d’informations contextualisées. En effet, le BIM fait déjà très bien le job. Le “digital twin” va en effet plus loin que la maquette numérique.

Un rôle de simulation de l’état de l’objet réel en fonction de sollicitations extérieures

Le jumeau numérique doit permettre de simuler des comportements de l’ouvrage en fonction de sollicitations extérieures. Celles-ci peuvent être aussi des évolutions “normales” de l’ouvrage ou de son environnement.

Cette simulation s’obtient en modifiant les données caractérisant l’objet, par des règles préétablies, déclenchées par la prise en compte des stimuli décrits ci-dessus. Le résultat permet au jumeau numérique de rendre compte de l’état de l’objet réel.

Cela implique au moins 2 choses importantes :

  • Un jumeau numérique doit être capable de récupérer des informations sur l’état de l’objet. Cela se passe par la remontée d’informations. Les data sont collectées soit par des capteurs, soit constatées par des opérateurs humains. Nous considérons chez 360SmartConnect, qu’il est très important de ne pas oublier l’aspect humain.
  • Que le système soit doté de règles permettant de faire évoluer les données de l’objet.

Un système apprenant grâce à l’intelligence artificielle

L’étape suivante sera sans doute, que le système devienne apprenant et qu’il fasse évoluer ses règles de façon autonome sur la base de son expérience. Cela implique une mémorisation structurée de tous les événements, ce qui est déjà possible grâce à la traçabilité 360SmartConnect.

On voit des jumeaux numériques partout !

Le #JumeauNumérique (#DigitalTwin) est en passe de devenir le nouveau Buzzword dans le monde digital de la construction.

InfraBIMopen 22: le jumeau numérique super star

Les 11 et 12 janvier 2022, nous avons participé au congrès InfraBIMopen organisé par BuildingSmartFrance et BuildingSmartFinland à Lyon.
Ce fut l’occasion d’échanger avec une grande partie des personnes qui réfléchissent en Europe sur l’utilité du BIM dans les infrastructures.
Maître d’ouvrage, institutions, maître d’œuvre, bureau d’études… Tous les participants, sans exception, n’avaient qu’un seul mot à la bouche : Jumeau Numérique.
Ce qui est a été confirmé par tous les acteurs de l’ingénierie : ARTELIA, EGIS, INGEROP, SETEC (pardon pour les oubliés) … : le Jumeau Numérique est la tendance du moment.

Pourquoi cette soudaine passion du monde des infrastructures pour les infrastructures ?

L’échelle des ouvrages est bien plus grande par rapport au bâtiment. Nous posons l’hypothèse qu’il y a un nombre plus restreint d’acteurs, donc une plus grande proximité entre la conception et l’exploitation.

Cela leur donne une vision d’ensemble sur tout le cycle de vie de l’ouvrage où chacun se préoccupe d’optimiser l’exploitabilité de l’ouvrage.

C’est là qu’effectivement le concept de jumeau numérique prend tout son sens.

Pourquoi le jumeau numérique ?

C’est avant tout dans l’industrie que le jumeau numérique se déploie le plus.

Il permet de piloter plus simplement l’outil de production. Le concept est même standardisé dans la norme ISO 23247-1:2021 Automation systems and integration — Digital twin framework for manufacturing

Si l’on fait quelques recherches, on trouve les définitions suivantes :

Le jumeau numérique (en anglais, digital twin ou device shadow) est une réplique virtuelle d’un objet, d’un ensemble d’objet, d’un processus ou d’un système qui peut être utilisé dans divers buts.

L’objet physique dans son environnement réel doit alimenter en données son double “informatisé” dans un espace virtuel. Ces données sont remontées via les capteurs ou autres systèmes d’informations puis historisées et analysées, offrant ainsi une vision précise du monde réel.

Un peu d’histoire sur le jumeau numérique

Dans l’histoire, en 1960, la NASA tentait de sauver les astronautes de la mission Apollo 13. Les réservoirs d’oxygène ont explosés en vol, à plus de 300 000 km de la Terre. Les ingénieurs ont utilisé l’équivalent d’un jumeau du système électrique du module de commande, initialement destiné à la formation, pour concevoir une stratégie permettant d’alimenter l’engin spatial gelé, sans épuiser le peu d’énergie qui restait.

 

Quelles utilités du digital twin ?

Dans divers secteurs, le jumeau numérique permet :

  • Grâce à la simulation, d’explorer différents scénarios.
  • Faire des simulations, sur les modèles établis à partir des données collectées précédemment et prévoir d’éventuelles modifications sur l’objet physique.
  • De faire de la maintenance prédictive en anticipant les défaillances à venir en allant au-devant d’une panne ou d’un dysfonctionnement grâce au cumul de l’ensemble des données.
  • De définir un plan d’actions à mener, en le décrivant virtuellement avant de le mettre en place.

En conclusion, le jumeau numérique est un objet digital qui regroupe toutes les informations concernant l’objet physique. Il embarque des règles de fonctionnement simulant les changements d’état de l’objet physique sous l’action de stimuli extérieur.

Note : ces stimuli extérieurs sont remontés au jumeau numérique soit par des déclarations manuelles, soit par des capteurs, soit grâce à des règles comportementales.

Définition du jumeau numérique chez 360SmartConnect

Le fonctionnement de la traçabilité de 360SmartConnect, aborde tous les principes fondamentaux du jumeau numérique.

Nous identifions les objets réels grâce à des “marqueurs” uniques (tags NFC ou Qrcode). Ceux-ci permettent d’interagir avec le jumeau numérique depuis le terrain.

À partir de cela, nous développons une multitude de services en fonction des métiers. Pour le moment, les services sont essentiellement dédiés à la construction et l’immobilier. Nous proposons de la maintenance prédictive comme de la gestion du cycle de vie d’un objet jusqu’à son recyclage.

Nos trois grands principes sont :

  1. Gestion de données associées aux produits (Product informations management ou PIM)
    Ce service permet d’associer des data à un objet et d’y donner accès en lecture, en écriture et en modification.
  2. Historisation des actions
    Enregistrer et conserver pour un objet toutes les interactions concernant celui-ci en en facilitant la saisie par des opérateurs non connus à l’avance, ce qui est tout particulièrement adapté à des écosystèmes ouverts comme l’est celui de la construction.
  3. Gestion de cycle de vie de produit (PLM : Product Life Cycle Management).
    Pour un objet donné, une fois que l’on est capable de donner accès à ses informations et de tracer les actions associées, il ne reste plus “qu’à” fixer un processus de vie à cet objet. C’est-à-dire que l’ont défini à l’avance, un scénario de vie avec des étapes ordonnées, qui sont des actions par lequel l’objet doit passer.

Pour aller plus loin

Vous souhaitez être accompagné par un de nos experts pour mieux comprendre les enjeux du jumeau numérique dans le monde de la construction ?

Références : norme ISO 23247 « Systèmes d’automatisation industrielle et intégration — Cadre technique de jumeau numérique dans un contexte de fabrication ». 

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