par Céline Normandin
Avec près de la moitié des PME québécoises utilisant l’intelligence artificielle, l’intérêt est palpable. Petit tour d’horizon des jumeaux numériques.
Un jumeau numérique (ou digital twin) est une réplique virtuelle dynamique d’un objet, d’un processus ou d’un système physique. Contrairement à une simple maquette en 3D statique, il est connecté en temps réel à son équivalent dans la vraie vie par des capteurs de l’internet des objets, ce qui lui permet de simuler, prédire et optimiser les performances de son équivalent réel.
Le virtuel mis à l’essai
Le fonctionnement des jumeaux numériques repose sur plusieurs technologies. La première est l’internet des objets. Il s’agit d’un réseau formé par l’ensemble des objets connectés capables de communiquer avec des humains, mais aussi entre eux, pour collecter, transmettre et traiter des données. On les retrouve maintenant un peu partout, de la cafetière, aux électroménagers, jusqu’aux appareils les plus sophistiquées. L’intelligence artificielle joue un rôle en analysant les données afin d’identifier des patrons, détecter des anomalies et prédire des comportements futurs. L’autre technologie utilisée est la simulation et la modélisation en 3D qui permettent de visualiser le jumeau et de tester différents scénarios en mode virtuel.
Développé au départ par la NASA pour les missions Appolo, le concept s’est étendu à plusieurs secteurs. L’industrie manufacturière l’utilise pour optimiser ses chaines de production et anticiper les pannes ou les problèmes. On le retrouve aussi dans les villes intelligentes pour la gestion du trafic en temps réel (Google Maps), la surveillance d’infrastructure ou la planification urbaine, comme le fait Bécancour au Québec pour son parc industriel. Il est également utilisé pour simuler les meilleures pratiques d’entreposage et des itinéraires de transport ou en santé pour tester des traitements personnalisés et des essais cliniques.
Gains et défis de l’outil numérique
La firme KPMG identifie de nombreux avantages aux jumeaux numérique. La technologie permettrait une réduction des coûts en diminuant les dépenses pour la maintenance et les tests physiques. Ils agissent comme accélérateur de l’innovation en réduisant les délais de mises en marché en permettant des tests virtuels préalables. Et les équipes de direction bénéficient d’un outil supplémentaire à la prise de décision ayant sous la main les données sur les impacts de changements dans les opérations. Une étude réalisée par McKinsey en 2023 indique que les jumeaux numériques de base permettent d’améliorer la productivité de 10 à 15 % en moyenne.
Pour Marc Barthelemy, chercheur CEA à l’Institut de physique théorique (CNRS/CEA), cette avancée numérique se bute à deux défis. Le premier est la complexité de bien identifier la problématique en place. Une représentation fidèle n’a pas d’intérêt si elle rate les éléments indispensables pour bien identifier le phénomène à suivre. L’accès aux données et leur qualité est l’autre obstacle. Il faut pouvoir obtenir des données suffisantes et de qualités pour obtenir des modèles fiables. La diversité des systèmes connectées ou encore le partenariat avec des entreprises peu connectées pourrait représenter une autre difficulté.
En raison de la complexité à déployer un jumeau numérique, certaines firmes conseil recommandent de cibler des besoins spécifiques, par exemple la maintenance, les opérations ou l’efficacité numérique. La cybersécurité des données devient également un enjeux à tenir compte.
Des milliards investis dans la transition
Ultimement, l’utilisation des jumeaux numériques signifie une transition vers des doubles complètement intégrés. Québec fait figure de pionnier dans le domaine avec l’utilisation du building information modeling (BIM), une technologie de modélisation en 3D connectée qui compile des données de construction. Le BIM est utilisé dans la gestion des infrastructures publiques. Entre 2021 et 2025, le nombre de projets intégrant cette technologie est passé de 77 à 265.
Le secteur manufacturier est vu comme un des principaux bénéficiaires des avancements numériques, tandis que les sommes qui y seront investis devraient s’élever à 200 milliards de dollars d’ici 2030. L’arrivée de la 5G et la 6G devrait accélérer la transition.
