Qu’est-ce qu’un jumeau numérique ?

Avez-vous entendu parler des jumeaux numériques (ou digital twins) ? Cette révolution technologique intrigue. Copies virtuelles d’un objet, d’un système ou d’un processus, ils servent à observer, tester et décider… pour limiter grandement la prise de risques sur le réel.

Cela fait un moment que les ingénieurs rêvent de ce type d’outil. Alors, pourquoi cette technologie se fait-elle maintenant ? Tout simplement parce que les capteurs, le cloud et l’IA rendent enfin ces modèles accessibles.

Concrètement, les jumeaux numériques servent à réduire les pannes, accélérer les mises au point, économiser de l’énergie. Cette nouvelle technologie se tient prête à révolutionner de nombreux secteurs d’activité : dans les usines, à hôpital, au cœur des villes, dans les divers réseaux d’énergie… Les jumeaux numériques éclairent, apportent plus de visibilité et visent la réactivité.

Comment fonctionne un jumeau numérique aujourd’hui ? Pour quels secteurs, le jumeau numérique devient-il une révolution ? Objectif : mieux comprendre les enjeux d’instaurer ces jumeaux numériques dans différents univers.

LE JUMEAU NUMÉRIQUE, PLUS QU’UNE SIMPLE COPIE VIRTUELLE

Commençons par expliquer simplement ce qu’il se cache derrière ce terme de “jumeau numérique”. Le NIST (National Institute of Standards and Technology, l’Institut National des standards et des technologies aux Etats-Unis) le résume ainsi : “la technologie de jumeau numérique permet de créer des représentations électroniques d’entités réelles”.

Imaginez une représentation virtuelle d’une entité réelle. Ensuite, imaginez que cette représentation virtuelle soit connectée à l’entité réelle par des flux de données pour suivre son état et ses évolutions. En effet, un jumeau numérique est bien plus qu’une copie virtuelle, c’est un modèle vivant qui reflète le comportement de l’entité réelle et échange des données en continu avec elle.

La connexion permet au jumeau numérique d’être alimenté et de représenter l’entité réelle à l’instant T et dans un futur possible. A partir de là, le jumeau numérique peut alors tester des scénarios sans toucher au réel. Un avantage clé pour limiter les risques et fiabiliser les prises de décision. Vous simulez un scénario, observez l’impact attendu, puis vous décidez.

Retenez l’essentiel : un jumeau numérique est un modèle vivant (physique et IA) qui suit l’état du système, explique les écarts, simule des scénarios et aide à décider plus vite, avec moins de risques.

JUMEAU NUMÉRIQUE : COMMENT ÇA MARCHE ?

Des capteurs inclus dans le jumeau numérique mesurent la température, la vibration, la consommation et la position. Ces informations alimentent un modèle qui est capable de :

• surveiller le comportement réel,
• diagnostiquer les causes d’un problème identifié
• simuler des hypothèses avec des “et si ?” : et si nous appliquons ce nouveau réglage, et si nous modifions le planning de cette manière, et si nous utilisions plutôt cette matière…
• et prévoir les effets. Il peut s’agir des effets sur la qualité du produit ou service, sur les délais, sur le temps de travail, sur la quantité d’énergie requise…

L’objectif du jumeau numérique est d’alimenter des tableaux de bord comparatifs pour donner de la visibilité sur les options et chiffrer les impacts possibles sur chaque option.

Des chiffres prouvent déjà l’efficacité des jumeaux numériques. D’après Capgemini, les jumeaux numériques rapportent en moyenne +15 % sur des indicateurs clés (ventes et opérations) et jusqu’à +25 % de performance système. Dans les cinq ans, les jumeaux numériques pourraient participer à accroître les déploiements de +36 %.

SECTEURS D’ACTIVITÉ : OÙ LE JUMEAU NUMÉRIQUE EST-IL VRAIMENT UTILE ?

Voici quelques secteurs où le jumeau numérique pourrait apporter de grandes évolutions :

• L’industrie manufacturière : maintenance prédictive, optimisation de procédés, ramp-up plus rapide, qualité stabilisée. Les équipes peuvent piloter en temps réel et réduire les aléas;
• L’énergie et les réseaux : des jumeaux d’actifs critiques (turbines, transformateurs) sont là pour planifier la maintenance, équilibrer l’offre et la demande et améliorer la résilience des réseaux;
• Les villes, les collectivités et les infrastructures : avec des jumeaux urbains, il est possible de mieux dimensionner les investissements, fluidifier les mobilités et réduire les consommations d’énergie;
• La santé : des jumeaux d’équipements et de parcours permettent de lisser les flux, réduire l’attente et sécuriser les opérations médicales.
• Sans oublier, les transports et les nouvelles mobilités, tant dans la conception, la vente que l’entretien des nouveaux véhicules.

Un jumeau numérique, c’est une copie virtuelle connectée qui a pour objectif d’aider à prendre des décisions plus rapides et plus sûres, en toute connaissance de cause. Cette technologie est prête à aider de nombreux secteurs d’activité : industrie, santé, automobile…

Pour aider les entreprises à implanter leurs jumeaux numériques, des normes (ISO 23247) et références publiques (NIST) structurent leurs usages.

En résumé : moins d’essais coûteux, moins d’aléas, plus de temps gagné, plus de maîtrise. Le jumeau numérique a de nombreux atouts pour transformer plusieurs secteurs d’activité.