Le jumeau numérique : un progrès pour l’industrie 

Le jumeau numérique est « le clone virtuel d’un système physique existant », explique Philippe Véron, professeur aux Arts & Métiers et directeur de l'institut Carnot ARTS. Élaboré grâce au partage de connaissances d’experts, le jumeau numérique est un référentiel commun permettant de simuler des scénarios et donc d’anticiper les réactions dans le réel.  

Le jumeau numérique d’une voiture permet par exemple de simuler un accident où le véhicule serait projeté sur un arbre à 50 km/h, pour prévoir l’état de la voiture après l’impact. « Aujourd’hui, le jumeau numérique de la voiture est tellement fiable et représentatif de la réalité que 95% des crash test sont réalisés de manière virtuelle. », détaille Claire Biot, vice-présidente industrie de la santé de Dassault Systèmes. Un taux de fiabilité très intéressant pour les industriels, qui peuvent ajuster leur production en fonction de ces données.  

Une technologie au cœur d’enjeux sociaux et environnementaux  

Cette méthode permet de développer des voitures performantes mais également de répondre à des enjeux environnementaux. En simulant la manière dont les flux d’air s’écoulent autour de la voiture, sa consommation d’essence peut être calculée. Le constructeur est alors capable de développer de nouveaux matériaux composites pour mettre au point une carrosserie plus respectueuse de l’environnement. En anticipant les impacts du produit, « vous gagnez du temps et vous êtes capable d’améliorer le résultat » commente Claire Biot. 

Dans le secteur de la santé, Dassault Systèmes a notamment mis au point le jumeau numérique du cœur. De nombreuses applications en découlent comme la planification chirurgicale. « Le Boston Children’s Hospital utilise notre modèle de cœur pour planifier des interventions sur des malformations congénitales. Il permet ainsi de tester différentes méthodes d’intervention pour identifier la meilleure ».  

Le jumeau numérique du cœur peut aussi aider une industrie de santé à accélérer et stabiliser la découverte de nouveaux traitements. Parmi les autres innovations de Dassault Systèmes : la mise au point du jumeau numérique d’usine qui fabrique les médicaments. « Cela permet d’optimiser le fonctionnement des lignes de fabrication et de gagner du temps sur la mise en service de nouvelles lignes. » 

A l’ère des objets connectés, le jumeau numérique est roi  

Connecté en permanence au produit physique, il est un support pour suivre en temps réel toutes les modifications subies par le produit durant son cycle de vie complet. Mais plus que ça, il permet en fait d’en assurer la maintenance. « Le jumeau numérique est capable de dire ce qui va se passer sur le système réel dans quelques secondes ou minutes ou heures, voire encore plus tard dans le cas de durées de vie plus longues. » 

Cette traçabilité est ensuite un moyen pour anticiper la fin de vie d’un produit, intégrant son démantèlement et son recyclage. Cette problématique de traçabilité de vie des produits permet de mieux préparer la maintenance mais aussi le « end of life », note Philippe Véron. Pour cela, il est important de numériser non seulement sa conception, sa fabrication industrielle, mais encore sa vie en service jusqu’à sa mort. 

Si produire le jumeau numérique de grands systèmes est difficilement envisageable, l’institut Carnot ARTS travaille sur une approche par assemblage : associer différents jumeaux numériques de sous-ensemble afin de recomposée des systèmes plus complexes. « Une machine est dans une usine qui elle-même est dans une ville etc. On peut imaginer développer des jumeaux numériques à des échelles différentes » conclut-il.

Pour en savoir plus sur le jumeau numérique, découvrez l'épisode 1 de notre nouveau podcast, Ça c'est deep !