L’impact des jumeaux numériques dans le safety management des infrastructures critiques

Face aux menaces contemporaines et au temps qui passe, la protection de nos infrastructures fondamentales (réseaux d’eau et d’énergie, hôpitaux, bâtiments stratégiques…) qu’elles soient récentes ou qu’elles commencent à dater, est un enjeu de sécurité majeur pour garantir le bon fonctionnement de notre société.

Cyberattaques, usure des équipements, événements climatiques extrêmes… Il faut dire que les situations à risque définies par la méthode de Safety Management sont nombreuses. Les jumeaux numériques apparaissent alors comme une réponse technologique intéressante pour prévenir ces situations à risque.

Ces jumeaux numériques permettent d’anticiper les défaillances de sécurité et d’optimiser la maintenance des infrastructures définies comme prioritaires. Cette innovation technologique reflète l’essor d’un nouveau type de safety management dit “intelligent”.

LES INFRASTRUCTURES CRITIQUES AU CŒUR DE LA RÉSILIENCE

Les infrastructures dites “critiques” sont comme la colonne vertébrale d’un pays ou d’une union de pays. Ce sont elles qui regroupent les systèmes essentiels au fonctionnement de la société comme :

• les réseaux d’eau,
• les réseaux d’énergie,
• les hôpitaux,
• les voies routières (routes, ponts, tunnels) ou ferroviaires,
• les aéroports, les gares, les stations de métro,
• les centres de données….

Toute défaillance sur une infrastructure critique peut entraîner des conséquences économiques et sociales majeures et peuvent même paralyser une partie d’un ou plusieurs pays. Le jumeau numérique détecte les anomalies rapidement, simule les risques et aide à la prise de décision plus efficacement.

Comme le mentionne l’ADESS France (Association des Experts en Sécurité et Sûreté) : “L’un des principaux avantages des jumeaux numériques est leur capacité à fournir des données en temps réel sur l’état des infrastructures (urbaines) et sur la dynamique des crises”.

Cette approche prédictive permanente du jumeau numérique transforme totalement la gestion de la maintenance corrective et la durabilité de nos infrastructures critiques. Aujourd’hui, nous entrons dans l’ère de la maintenance préventive : un pilier essentiel du safety management moderne.

SIMULER POUR PRÉVENIR : LE JUMEAU NUMÉRIQUE COMME OUTIL D’ÉVALUATION DU RISQUE

L’un des grands atouts du jumeau numérique est sa capacité à simuler des scénarios des plus simples aux plus extrêmes qui peuvent toucher nos infrastructures critiques. Trois nouvelles technologies aident particulièrement les jumeaux numériques dans cette tâche difficile de la prédiction :

• la modélisation 3D,
• l’intelligence artificielle,
• et les capteurs IoT (Internet of Things, Internet des objets connectés en français).

Le jumeau numérique permet de visualiser les impacts possibles d’une rupture de canalisation, d’un incident électrique ou d’un séisme sur l’activité d’un hôpital. Toutes ces prédictions ont un objectif : renforcer continuellement le plan de continuité d’activité.

LES CONTRAINTES DE L'INTÉGRATION DU JUMEAU NUMÉRIQUE AU COEUR DU SAFETY MANAGEMENT

Pour que le jumeau numérique puisse contribuer réellement à la sécurité des infrastructures critiques, il doit s’intégrer parfaitement aux systèmes informatiques existants : SCADA (Supervision Control and Data Acquisition), GMAO (Gestion de Maintenance Assistée par Ordinateur), ERP (Enterprise Resource Planning), plateformes IoT, systèmes d’alerte…

Cette intégration technique soulève aussi plusieurs contraintes techniques majeures :

• La connexion en temps réel : les données issues des capteurs et systèmes doivent être collectées et analysées au plus proche de l’instant T pour détecter les anomalies immédiatement.
• La fiabilité de la veille permanente : le jumeau numérique doit rester disponible même en situation de crise ; il ne doit pas devenir un point de défaillance supplémentaire.
• L’Interopérabilité : il est essentiel que le jumeau numérique puisse dialoguer avec des équipements hétérogènes, parfois anciens, et respecter des standards ouverts.
• Une cible supplémentaire potentielle pour la cybersécurité : en reliant monde physique et monde numérique, le jumeau numérique offre une nouvelle porte possible à laquelle frapper pour une potentielle cyberattaque.

UNE SOLUTION A L’OBLIGATION EUROPÉENNE DE RÉSILIENCE POUR LES INFRASTRUCTURES CRITIQUES ?

L’essor des jumeaux numériques dans les infrastructures critiques s’inscrit dans un cadre réglementaire en évolution. En effet, la directive européenne CER (Critical Entities Resilience) renforce les obligations des opérateurs européens d’importance vitale en matière de résilience face aux risques physiques et cyber.

Le jumeau numérique est alors vu comme une solution. Toutefois, il soulève 2 principales questions :

• Qui est responsable si une erreur de modélisation conduit à une mauvaise décision opérationnelle ?
• Comment les assureurs apprécient-ils la fiabilité des simulations ?

Même si des questions sont encore en cours, les infrastructures apprennent en marchant.

DES PERSPECTIVES PROMETTEUSES POUR LA SÉCURITÉ ET LA DURABILITÉ DE NOS INFRASTRUCTURES VITALES

Malgré ces défis techniques et juridiques, les premiers retours d’expérience d’intégration des jumeaux numériques au Safety Management sont très encourageants. Dans le secteur ferroviaire, des jumeaux numériques d’ouvrages (ponts, tunnels) permettent d’anticiper les dégradations et d’optimiser les opérations de maintenance. Dans les villes, des jumeaux numériques urbains modélisent l’impact des canicules, des crues ou des pics de consommation sur les réseaux d’eau, d’énergie et de transport, afin d’améliorer la préparation aux crises.

À moyen terme, l’intégration renforcée de l’intelligence artificielle et de l’analyse prédictive rendra ces jumeaux encore plus autonomes : détection avancée d’anomalies, recommandations d’actions, optimisation en continu. Une évolution qui place le jumeau numérique durablement dans les organisations de Safety Management.

Le jumeau numérique s’impose, de jour en jour, comme un levier stratégique du safety management appliqué aux infrastructures dites “critiques”. Il devient donc un véritable laboratoire virtuel de sécurité : il permet de prévoir pour mieux protéger, et d’optimiser la gestion des risques dans tous les secteurs critiques. C’est un allié clé du Safety Management.