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Béatrice Gasser
Directeur Technique et Développement Durable
Published on 07 septembre 2020

Temps de lecture : 3 min

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Le jumeau numérique au service du réel

Représentation vivante de l’ouvrage « tel qu’il fonctionne » et non plus seulement « tel que construit », le jumeau numérique va au-delà de la simple maquette 3D, en simulant et prévoyant de manière dynamique les différents comportements d’un ouvrage physique, à toutes les étapes de son cycle de vie. Décryptage de cet outil virtuel en plein essor.

Jumeau numérique

- Crédits : © black_mts - Thinkstock

Le concept de maquette numérique est désormais compris du plus grand nombre. Mais qu’en est-il du jumeau numérique ? Selon le groupe national de recherche MINnD1, qui travaille à la structuration des données des projets depuis 2014 et dont Egis est un membre actif, ce nouveau concept désigne la « représentation numérisée d’un ouvrage physique, utilisée principalement pour les besoins de son exploitation et de sa maintenance, et qui évolue au fur et à mesure des modifications, des rénovations, de l’exploitation, de la maintenance de l’ouvrage réel. »

Ainsi, à la différence de la maquette qui ne donne qu’une vision statique de l’ouvrage, le jumeau, lui, établit un couplage en temps réel entre les mondes physique et numérique grâce à la synchronisation permanente des données fournies par les objets connectés sur le terrain. En effet, grâce à l’intelligence artificielle des objets (IoT), il permet de faire de la maintenance prédictive, c’est-à-dire de prévoir les incidents structurels d’un ouvrage. En phase de conception ou de construction, cela se traduit par le fait de pouvoir voir, sous une forme dynamique, comment se comporte l’ouvrage lors de la mise en œuvre en chantier (déformations, tassements, …).  En phase d’exploitation, le jumeau va aussi donner aux ingénieurs les moyens de vérifier, par exemple, comment l’édifice continue de vivre dans son environnement, de déterminer l’ampleur des travaux de rénovation, ou encore de savoir quels problèmes de sécurité pourraient survenir à l'avenir, de sorte que la qualité de service de l’ouvrage, mais aussi sa rentabilité économique, sont optimisées tout au long de sa vie.

Du nécessaire dialogue entre BIM et SIG

Pour qu’un jumeau numérique soit performant, il faut réussir à faire converger les informations techniques issues de la maquette numérique, essentielles à la conception et à la construction des structures, et les données spatiales provenant des systèmes d’information géographique (SIG), utiles à la planification et à l’exploitation des ouvrages et infrastructures dans leur contexte environnemental. Or, les données des SIG s’appliquent à l’échelle d’une ville ou d’un territoire, tandis que les données BIM, elles, se rattachent à une structure spécifique. Fusionner ces deux échelles devient alors la sacro-sainte quête de tous les ingénieurs !

"L'ETABLISSEMENT D'UN PONT ENTRE LE SIG ET LA BIM AMELIORERA SENSIBLEMENT LES METHODES POUR PLANIFIER, CONCEVOIR ET PREPARER LES CONSTRUCTIONS DE DEMAIN."

Pourquoi cette convergence est-elle si importante ? Parce qu’en centralisant ainsi les données dans un socle numérique commun, nous pouvons avoir une connaissance beaucoup plus fine dans la gestion des actifs, nous sommes en mesure d’influencer avec pertinence l’emplacement, l’orientation et même les matériaux de construction d’une structure et donc, d'optimiser la conception, d'accélérer la validation des projets, de réduire les coûts, de créer des villes plus intelligentes et des infrastructures résilientes.

Une prise de décision fiabilisée

Représentations en 3D, expériences immersives, gestion et surveillance en temps réel des ouvrages… autant d’atouts susceptibles d’intéresser les clients. Le jumeau numérique présente les projets techniques et architecturaux, mais simule aussi les usages, les flux, les besoins... Cette vision systémique permet de fonder sa prise de décision sur des données plus fiables car mieux vérifiées et donc, d’éviter les erreurs, les délais, les accidents et les surcoûts en phases de construction et d’exploitation.

Avec le jumeau, on peut aussi réduire l’empreinte carbone globale d’un projet. C’est le cas, par exemple, pour le quartier durable Bruneseau à Paris 13e, dont nous gérons toute la conception. Ici, le jumeau nous a permis de jouer sur différents paramètres durant la conception (position des bâtiments, matériaux utilisés, systèmes d’énergie intégrés) et de trouver le meilleur scénario possible pour atteindre notre objectif : diminuer par cinq les émissions de CO2.

Enfin, le jumeau est un bon moyen de renforcer l’acceptabilité des projets, en particulier par le recours aux réalités virtuelle et augmentée. Présenter visuellement les avancées, simuler les impacts de l’ouvrage dans son environnement, immerger virtuellement l’utilisateur dans le projet futur, en permet une meilleure appropriation par les parties prenantes, les scenarii deviennent concrets et facilitent la prise de décision. En somme, le numérique tend à abolir la frontière entre le virtuel et le réel, pour se mettre service des hommes et de leurs besoins. Et c’est bien là, au fond, la véritable plus-value que nous recherchons tous au travers de ces progrès technologiques !

1 Modélisation des Informations Interopérables pour les Infrastructures Durables, projet national de recherche coordonné par l'IREX.

Le saviez-vous ?

Egis figure parmi les premiers ingénieristes dans le monde capables de mettre en œuvre des processus BIM gérés et normalisés pour les partager avec ses partenaires et ses clients. Fin 2020, 90 % de nos maîtrises d’œuvre de conception seront réalisées sous BIM.

>> Jumeau numérique :  décriptage dans notre livre blanc

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