Qu’est-ce qu’un jumeau numérique?

Un jumeau numérique est une réplique fidèle d’un objet ou d’un système physique. Grâce aux capteurs IoT et à l’analyse de données, il offre une visualisation dynamique et en temps réel des systèmes physiques. Bien au-delà des modèles statiques issus de la CAO (conception assistée par ordinateur), les jumeaux numériques fournissent aux ingénieurs des outils virtuels performants pour gérer efficacement leurs actifs et ressources, et ainsi optimiser les performances.

Les entreprises créent ces jumeaux en connectant des capteurs à leurs équipements, ce qui permet de surveiller les systèmes en temps réel et de simuler leur comportement.
Un jumeau numérique ne se limite pas à un simple plan ou schéma : il s’agit d’une simulation vivante, intégrant dynamiques systèmes et commandes opérationnelles. Véritables outils interactifs de gestion, les jumeaux numériques supervisent installations, équipements et infrastructures tout en collectant des données précieuses pour améliorer leur rendement.

Types de Jumeaux Numériques

Jumeaux Virtuels

Ce sont les formes les plus élémentaires de jumeaux numériques, utilisées pour représenter une structure ou un actif. Leur création consiste à superposer une couche de modélisation à un modèle CAO en identifiant des zones d’intérêt spécifiques. Les données issues de ces zones alimentent ensuite l’enrichissement du jumeau numérique.

Jumeaux de Processus

Basés sur les jumeaux virtuels, ils permettent la modélisation numérique de processus entiers. Qu’il s’agisse d’ingénierie ou de procédés chimiques, la plupart des étapes sont désormais simulées à l’aide de jumeaux de processus avant leur mise en œuvre. Ce sont les jumeaux les plus avancés et les plus éprouvés.

Jumeaux Structurels

Technologie émergente, les jumeaux structurels reposent sur des modèles physiques très détaillés. Leur niveau de précision permet d’obtenir des résultats supérieurs aux jumeaux virtuels et de processus.

Quels sont les Avantages des Jumeaux Numériques?

Amélioration des Conceptions

Les jumeaux numériques peuvent aider les ingénieurs à améliorer leurs conceptions. Les ingénieurs peuvent explorer rapidement plusieurs scénarios de conception, sans risques, et identifier la solution la plus performante à adopter.

Gain de Productivité

Grâce au suivi en temps réel de la performance des actifs, les opérateurs peuvent ajuster les paramètres de fonctionnement de manière proactive.

Allongement de la Durée de Vie des équipements

Les jumeaux numériques permettent d’optimiser la conception et l’exploitation des actifs physiques, favorisant ainsi leur longévité. En accédant à une compréhension approfondie de l’état des équipements, les opérateurs peuvent mettre en place une maintenance prédictive, alliant sécurité et durabilité.

Quels Secteurs Adoptent les Jumeaux Numériques?

Équipements de Production d’énergie

Différents types de moteurs, tels que les moteurs à réaction, les moteurs de locomotives et les turbines de production d’énergie, tirent un grand bénéfice des jumeaux numériques, notamment pour établir des calendriers de maintenance réguliers et optimisés.

Architecture et Composants Associés

Les structures physiques d’envergure, comme les immeubles de grande hauteur ou les plateformes de forage en mer, peuvent bénéficier de l’apport des jumeaux numériques, en particulier dès la phase de conception. La modélisation des systèmes qui les composent — comme le chauffage, la ventilation ou la climatisation (CVC) — permet également d’en affiner la conception.

Opérations de Fabrication

Étant conçus pour reproduire l’intégralité du cycle de vie d’un produit, les jumeaux numériques sont désormais largement utilisés à toutes les étapes du processus de fabrication, de la conception initiale jusqu’au produit fini, en passant par toutes les étapes intermédiaires.

Services de Santé

De la même manière qu’un produit peut être analysé à l’aide d’un jumeau numérique, les patients peuvent bénéficier de cette technologie pour un meilleur suivi médical. Les mêmes systèmes de collecte de données via capteurs peuvent être utilisés pour surveiller divers paramètres physiologiques et fournir des informations précieuses sur l’état de santé des patients.

Industrie Automobile

Les voitures intègrent de nombreux systèmes complexes. Les jumeaux numériques jouent un rôle central dans leur conception, en améliorant les performances des véhicules et en optimisant les processus de production.

Urbanisme

Les ingénieurs civils et les urbanistes exploitent les jumeaux numériques pour accéder à des données spatiales en temps réel en 3D et 4D. Ils peuvent aussi les utiliser pour intégrer des systèmes de réalité augmentée aux structures existantes.

Les jumeaux numériques se placent à l’avant-garde de la révolution technologique, apportant des avantages considérables à l’ingénierie et à l’ensemble de la société.