The Disruptive Strategist - Jumeaux numériques

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Au cours de la dernière décennie, nous avons assisté à une hausse de l’utilisation de la technologie des jumeaux numériques. David Goodman, de GAM Investments, se penche sur le cas des « jumeaux numériques », susceptibles de bouleverser certains secteurs en créant des modèles de simulation numérique dynamiques qui se mettent à jour et évoluent en même temps que leurs doubles physiques.

23 août 2022

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L’utilisation de la technologie des jumeaux numériques s’est désormais répandue bien au-delà du contexte industriel pour atteindre le monde de l’intelligence artificielle, de l’analyse de données et de l’internet des objets. L’adoption de cette technologie peut apporter un certain nombre d’avantages, notamment l’accélération de la mise sur le marché des produits et la réduction des coûts d’entretien. Ces deux aspects suscitent un grand enthousiasme dans de nombreux secteurs d’activité.

Qu’est qu’un jumeau numérique ?

La technologie des jumeaux numériques permet de créer des répliques virtuelles d’actifs physiques et une simulation très efficace de ces derniers. Pour cela, elle traite les données via une intelligence artificielle, un apprentissage automatique et des logiciels, et crée des modèles de simulation numériques dynamiques qui se mettent à jour et évoluent en même temps que leurs homologues physiques.

Selon Fortune Business Insights, la taille du marché mondial des jumeaux numériques devrait atteindre 96,49 milliards d’USD en 2029, avec un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 40,6% pour 2022-2029 (source : www.fortunebusinessinsights.com/digital-twin-market-106246).

 
Source de l’image : Autodesk. À titre d’illustration uniquement.

Fonctionnement

Les jumeaux numériques basés sur les données peuvent s’adapter et répondre à l’évolution rapide de différentes conditions environnementales ou opérationnelles. Cette reproduction spécifique du sujet optimise les performances en établissant un lien en temps réel qui permet aux ingénieurs d’apporter des corrections immédiates à leur système et de grandement accélérer la conception de nouveaux produits. Elle constitue une nouvelle ère de la simulation et la prévisibilité.

 
Source de l’image : Autodesk. À titre d’illustration uniquement.

Comment la technologie des jumeaux numériques sera-t-elle utilisée ?

Les jumeaux numériques peuvent être utiles dans un grand nombre de domaines, de la planification, la conception et la construction à l’exploitation et à l’entretien. Prenons par exemple un bâtiment qui a déjà été conçu et construit : on peut créer un jumeau numérique de l’ensemble du site, du toit aux systèmes de génie mécanique et de plomberie. Imaginons maintenant que les capteurs du bâtiment alimentent le jumeau numérique en informations en temps réel. Cela permet aux propriétaires de bâtiments de visualiser les zones où le bâtiment se dégrade ou présente des défaillances et d’apporter des améliorations avant l’apparition de pannes ou de situations dangereuses. Ces techniques sont déjà déployées en Norvège pour gérer les cycles d’entretien de ponts.

Bien que la construction de jumeaux numériques soit très compliquée, une fois établis, ils offrent un potentiel presque illimité. Chaque composant spécifique peut être reproduit numériquement avec son environnement et la façon dont le composant interagit. Le jumeau numérique utilise ensuite l’intelligence artificielle pour simuler et montrer l’impact de changements de conception, de processus, temporels ou d’autres conditions, sans jamais avoir à soumettre l’objet du monde réel à ces mêmes changements.

Les entreprises peuvent observer l’utilisation et les résultats prévus de leurs produits en temps réel. Elles peuvent aussi répondre aux questions « Et si… ? » via des scénarios spécifiques grâce aux passages de la chaîne de production réelle à l’usine virtuelle. Cela permet d’améliorer la prise de décision et d’obtenir une compréhension plus approfondie de la situation.

 
Source de l’image : Autodesk. À titre d’illustration uniquement.

Études de cas

Pour mieux comprendre comment cela fonctionne en pratique, examinons quelques exemples concrets de secteurs qui ont déjà franchi le pas.

Aviation

Afin d’utiliser la capacité des jumeaux numériques à évaluer un cycle de vie complet, Boeing a intégré un jumeau numérique dans sa conception et sa production. Cela lui permet d’évaluer le fonctionnement des matériaux tout au long de l’existence d’un avion. Les résultats sont spectaculaires : Boeing est capable d’augmenter la qualité de certaines pièces de 40 %, un chiffre ahurissant.

Construction automobile

Le jumeau numérique d’une voiture reproduit à la fois le système logiciel et le comportement mécanique du véhicule. Grâce à la modélisation et à l’analyse, de nombreux problèmes peuvent être résolus avant même qu’une voiture ne soit fabriquée.

Évidemment, Elon Musk a adopté la technologie des jumeaux numériques sur ses sites de fabrication Tesla. Ses véhicules utilisent des jumeaux numériques pour recueillir des données qui peuvent être utilisées pour améliorer la conception, faire progresser le développement de véhicules autonomes, établir des analyses prédictives et fournir des informations sur l’entretien.

Grâce au flux de données véritablement (et non hypothétiquement) bidirectionnel que permettent les jumeaux numériques, il est très probable qu’à l’avenir les véhicules enverront des données directement à un garage avant un entretien. Ils fourniront des statistiques sur la performance, les pièces qui ont été remplacées, l’historique d’entretien et les problèmes potentiels détectés par les capteurs. Cela pourrait représenter un énorme gain de temps, les mécaniciens pouvant se concentrer immédiatement sur les problèmes et ne pas perdre de temps à les chercher.

Santé
De nombreuses entreprises du secteur de la santé ont déjà adopté la technologie des jumeaux numériques. Elles bénéficient ainsi d’un suivi des patients bien plus efficace grâce aux capteurs des jumeaux numériques et à la simulation d’appareils médicaux.

Industrie

Les machines de la chaîne de production sont essentielles pour l’entreprise, coûteuses et présentent de nombreux risques. De grandes quantités de données sont généralement nécessaires pour que d’énormes machines fonctionnent de manière efficace ; ces données sont exploitées via des jumeaux numériques pour faire des prévisions précises sur les points de tension et les besoins d’entretien.

 
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Le moment est venu

Les avantages des jumeaux numériques devenant de plus en plus évidents, des entreprises perspicaces ont déjà déployé des jumeaux numériques pour gérer l’ensemble du cycle de vie de leurs produits. Cela leur a permis d’augmenter l’efficacité de manière exponentielle, en dégageant une valeur ajoutée des actifs existants tout en réduisant considérablement les frais d’exploitation et d’entretien. En utilisant la physique et l’analytique, elles éliminent les temps d’arrêt non planifiés.

À mesure que la dynamique se renforce, la technologie des jumeaux numériques va rapidement se répandre dans la plupart des secteurs. Elle fournira des données qui pourront aider à éviter les défaillances coûteuses des produits et à réduire certains risques pour la rentabilité et l’avenir d’une entreprise.

Alors que le monde connaît une amélioration exponentielle de la puissance de calcul, du stockage et de la bande passante, le moment est venu d’adopter des améliorations en temps réel fondées sur les données à des fins d’efficacité de l’entreprise. Et la technologie des jumeaux numériques n’est qu’un exemple de ces gains d’efficacité. Le rythme du progrès technologique est sans précédent et ne montre aucun signe de ralentissement.

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David Goodman

Investment Manager
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