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Jumeaux numériques : revenir aux fondamentaux pour faire dialoguer réel et virtuel

Alexandre Couto
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Jumeaux numériques : revenir aux fondamentaux pour faire dialoguer réel et virtuel

Le jumeau numérique doit encore être apprivoisé par les industriels pour réaliser ses promesses. Si le concept est encore un peu mouvant, un point clé est bien établi : c'est un modèle à alimenter en données du terrain. Ce qui implique notamment de ne pas délaisser le prototypage physique et de casser les silos de données.

Présenté comme un outil emblématique de l’industrie 4.0, le jumeau numérique doit encore être apprivoisé par les industriels. « C’est un concept qui manque encore d’homogénéité. Il suscite autant d’interrogations que d’attentes », remarque Sébastien Vannier, chef de projet R & D et innovation à l’IRT SystemX. L’institut a d’ailleurs lancé, le 30 mars, un appel à manifestation d’intérêt (AMI) auprès des acteurs économiques et académiques afin de construire des jumeaux numériques pour l’industrie. « Nous avons opté pour une approche ouverte afin de laisser les industriels exprimer leurs besoins concernant cet outil numérique », explique Sébastien Vannier.

L’objectif est de construire des jumeaux dynamiques. Le terme est important, car si le concept de jumeau numérique reste mouvant et peut recouvrir des formes différentes, il se différencie clairement de la maquette numérique, qui est une représentation figée dans le temps d’un système, qu’il s’agisse de produits (moteurs, pièces mécaniques…) ou d’outils de production (usines, cellules de production…). Le jumeau, lui, se nourrit de données pour fournir une représentation évolutive du système.

Cette idée a été martelée le 23 mars, lors d’un webinaire de l’Association internationale de modélisation d’ingénierie (Nafems). « Le concept de jumeau numérique implique un flux de données en provenance du terrain qui alimente en continu la représentation numérique, a résumé Louise Wright, chercheuse au Laboratoire national de métrologie britannique (NPL). Celle-ci génère à son tour des informations qui renseignent l’utilisateur sur l’état – présent et futur – du système physique. » Une vision que confirme Georges Hébrail, le responsable de la data science et de l’IA à l’IRT SystemX. « Le jumeau numérique est avant tout un système cyberphysique. Le double numérique a pour principale fonction d’être une référence permettant d’évaluer rapidement les évolutions d’un système physique et d’en identifier les dérives et les voies d’optimisation. »

De précieuses données à tirer du prototypage physique

Le jumeau numérique est par essence complexe, car il intègre des données hétérogènes issues du monde physique. Pour favoriser son déploiement dans les usines, il reste à lever de nombreux verrous technologiques. Et cela, tant dans la phase d’élaboration de l’outil que dans sa mise en œuvre. Selon Don Wu, le vice-président de la division méthodes, analyses et matériaux du centre d’essais allemand IABG, le jumeau numérique pâtit en effet d’une approche qui, à l’heure actuelle, le réduit à une couche numérique appliquée sur un système déjà établi.

La phase de conception est selon lui essentielle pour récolter des données pertinentes qui permettront au double d’évoluer en même temps que sa contrepartie physique. « Avec la progression des outils numériques, la phase de conception des produits délaisse de plus en plus le prototypage physique au profit des outils de simulation, constate-t-il. Si cela permet de réduire les[…]

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