Avec le développement de l’industrie 4.0 et la digitalisation croissante de l’économie, la technologie du jumeau numérique prend de l’essor et conquiert un public toujours plus vaste. En quoi consiste le « digital twin » et quelles sont ses retombées sur la production, l’industrie et l’entrepreneuriat ?
Le jumeau numérique : définition
Un jumeau numérique est un modèle digital conçu afin de refléter un objet physique. Pour y parvenir, les informaticiens équipent l’objet réel à copier de capteurs qui produisent des données à propos de : sa production d’énergie, sa température, son fonctionnement général, etc. Ces informations à propos de l’objet original sont ensuite envoyées à un système de traitement qui les applique à une copie virtuelle, le fameux jumeau numérique.
Une fois en possession de ces informations, le digital twin peut exécuter des simulations et générer des améliorations à propos du comportement (ou de la performance) de l’objet d’origine.
Bien plus performant qu’un processus de simulations, le jumeau numérique permet d’utiliser des modèles virtuels et donc d’accéder au très haut niveau de complexité accordé par le digital et l’IA. Ainsi, un digital twin peut exécuter un nombre infini de simulations et étudier une infinité de processus.
En effet, le jumeau numérique, n’est pas seulement connecté à son objet originel : il en reçoit les informations en temps réel (ce que ne permet pas la méthode de la simulation). Il offre à ce titre d’instaurer un va-et-vient d’informations : depuis l’objet d’origine vers son jumeau et vice-versa. La mise à jour constante et automatique des données traitées par le digital twin combinée à sa puissance de calcul lui permet de démultiplier les points de vue et d’ainsi résoudre des problèmes très complexes.
Quels sont les avantages du jumeau numérique en entreprise ?
Dans le milieu de l’entreprise, la technologie du jumeau numérique est pleine d’atouts :
- Il permet, en utilisant la réalité augmentée, de projeter en salle de réunion et en temps réel les données que traite le jumeau numérique à propos de l’objet originel. Les participants peuvent ainsi, en direct visualiser les effets des améliorations à venir ou mieux comprendre les points problématiques dans la conception de l’objet réel.
- Le digital twin peut être manipulé à distance, ce qui offre de nombreuses opportunités dans le cadre de l’entraînement. En utilisant la technologie de la réalité virtuelle, il devient possible de s’entraîner à manipuler de loin l’objet, ou encore de visiter virtuellement une installation à réparer, ce qui permet au technicien de prévoir les bons outils par exemple.
- Le jumeau numérique est aussi un élément centralisateur de la collaboration des employés d’une structure. En effet, il est possible de travailler à plusieurs autour d’un digital twin, ce qui soude les équipes et favorise le travail collaboratif.
À titre d’exemple, la technologie du jumeau numérique intéresse vivement les villes et les métropoles, qui y voient un formidable outil pour remodeler les zones urbaines : dessiner les terrasses de café, améliorer les parkings et le réseau de transports publics, etc.
Le jumeau numérique dans la conception de produit
Ces avantages du jumeau numérique sont, appliqués à la conception de produit, vecteurs du développement d’une industrie connectée ultra-performante (la fameuse industrie 4.0). En effet, utiliser des digitals twins permet de rendre bien plus efficaces les étapes de conception et de recherche autour d’un nouveau produit. La quantité colossale de données récoltées offre aux entreprises de véritablement affiner leur réflexion et d’aboutir à un produit dont ils sont certains de son succès avant même sa mise en production.
Le jumeau numérique offre aussi de veiller au bon fonctionnement du produit, même après sa mise en production. Les systèmes de capteurs, initialement utilisés pour récolter des données à analyser, permettent alors de surveiller les systèmes de production et de maintenir une efficacité optimale durant toutes les étapes de fabrication.
En fin de vie d’un produit, le jumeau numérique permet aux industriels de repérer plus aisément les matériaux qui peuvent être récupérés avant que le produit ne soit traité ou recyclé.
Jumeau numérique : les limites
À l’heure actuelle, les limites à la démocratisation des jumeaux numériques tiennent à la nécessaire complexité des objets à copier. En effet, le digital twin a besoin d’une quantité colossale de données afin de se nourrir, de traiter et d’analyser des informations. Or, tous les produits actuellement en fabrication n’ont pas ce haut niveau de complexité.
Instaurer un jumeau numérique a, naturellement, un coût et c’est pour cette raison que l’on voit son utilisation se pérenniser dans quelques secteurs seulement :
- Les projets de grande ampleur, comme la construction de bâtiments, ponts et projets de génie civil.
- Les projets mécaniquement complexes, comme la création de turbines ou d’avions.
- La production d’équipements électriques nécessitant des mécanismes de transmission d’énergie.
En somme, les secteurs de la fabrication automobile, de l’ingénierie systèmes, de la production d’avion ou les services publics d’électricité sont les domaines de l’économie qui ont le plus recours au jumeau numérique. Dans ces diverses disciplines, l’utilisation de cette technologie offre aux entreprises de réduire les temps de pause des équipements et d’augmenter considérablement leur production.
Jumeau numérique : quel avenir ?
Le développement fulgurant du marché des jumeaux numérique et les excellents résultats de ce dispositif pour les professionnels de l’industrie laissent entendre que la méthode va se développer ces prochaines années. En effet, on assiste à une révolution dans l’industrie, qui se digitalise et se numérise afin d’être encore plus performante.
Les modèles d’exploitation de l’industrie sont actuellement en train de changer, l’intégration du numérique aux processus même de production requiert que les professionnels se dotent d’équipements et d’installations leur permettant de pleinement accueillir les potentialités du digital dans leur activité professionnelle. Parmi eux, les jumeaux numériques ont toute leur place en raison de leur haut potentiel pour les entrepreneurs et sont un élément central pour lancer l’industrie 4.0.
La conception d’un jumeau numérique est un exercice de haut vol, que seuls les ingénieurs en informatique sont en mesure de réaliser avec succès. À l’ESGI, les étudiants en Mastère spécialisé en Ingénierie du Web apprennent tout des techniques, des leviers et des contraintes de développement d’un digital twin.
En 2020, le marché des jumeaux numériques était encore évalué à 3,1 milliards de dollars. Déjà les experts du secteur considèrent qu’il atteindra près de 48 milliards de dollars dès 2026.
