Comment créer un modèle de jumeau numérique : le guide étape par étape

La technologie innovante des modèles de jumeaux numériques offre de nombreux avantages au secteur AEC. On pourrait presque affirmer que dans quelques années, le succès d’une entreprise dépendra de la création et de la gestion correctes du jumeau virtuel.

Nous savons que les modèles de jumeaux numériques offrent aux équipes de travail la possibilité de connaître en profondeur l’ouvrage tout au long de son cycle de vie et permettent une maintenance et une gestion complètes. Mais saviez-vous comment créer correctement le modèle d’un jumeau virtuel ? 

Dans cet article, vous trouverez un guide complet qui vous explique étape par étape comment le faire ! Vous découvrirez que créer un modèle de jumeau numérique peut être vraiment simple, il vous suffit d’utiliser un logiciel de création de jumeau numérique.

À quoi servent les modèles de jumeaux numériques dans le secteur de la construction

Dans le secteur de la construction, un modèle de jumeau numérique représente une réplique virtuelle détaillée et constamment mise à jour d’une structure ou de tout autre élément. Cette réplique sert à : 

• gérer l’ensemble du cycle de vie du bâtiment ou de l’actif ;
• surveiller les performances en temps réel ;
• collecter des données en temps réel ;
• tester divers scénarios ;
• prévoir d’éventuels problèmes ;
• identifier des opportunités d’optimisation.

Applications pratiques du Jumeau numérique le secteur de la construction

Le jumeau numérique peut intervenir à différentes étapes du cycle de vie d’un actif et être utile tant pour un bien de nouvelle ou récente construction que pour un bâtiment historique.

Dans le paragraphe précédent, nous avons esquissé les applications du jumeau numérique dans le secteur de la construction, mais il convient de souligner son importance dans ce domaine du point de vue de la prédictivité. L’un des principaux objectifs et donc des principales applications pratiques de la traçabilité numérique d’un bien est précisément de vouloir être prédictif, anticipant l’évolution et les développements futurs.

Les résultats de cette approche sont bien visibles également, ou surtout, dans la réalisation du jumeau numérique d’un bâtiment existant, qu’il soit monumental et d’importance historique – artistique ou une habitation commune du siècle dernier. Dans ce cas, le Building Information Modeling se décline en Heritage ou Historical Building Information Modeling, en abrégé HBIM. Grâce au développement de l’HBIM, il est possible de créer des modèles détaillés de bâtiments historiques avec des objets paramétriques intelligents, c’est-à-dire contenant des informations sur le bâtiment, ses composants et toutes ses caractéristiques, qui peuvent être mises à jour, remplacées et implémentées au fil du temps. En plus de la modélisation géométrique, le jumeau numérique d’un bâtiment existant permet de mener des analyses détaillées et complètes sur l’état des lieux : relevé matériel, identification des phénomènes de dégradation, état des fissures, etc.

Le niveau d’intégration peut aller jusqu’à inclure dans le modèle des données relatives au contexte social et à la composante humaine, fondamentales pour garantir la meilleure optimisation des systèmes.

Ce degré de numérisation permet le développement de stratégies de maintenance du bien qui soient précises par rapport à l’état des lieux relevé, aux besoins qui se créent et en calibrant modalités, temps et coûts.

Déplaçant maintenant l’attention du domaine du patrimoine à celui des bâtiments de nouvelle construction, deux exemples réels dignes d’être mentionnés sont : 

• le Terminal 5 de Heathrow à Londres, exemple qui démontre l’efficacité de la technologie Digital Twin dans les activités de construction. Dans ce projet, qui impliquait une multitude de parties prenantes, des dessins complexes et des délais serrés, l’utilisation de la technologie jumeau numérique s’est révélée fondamentale lors de la phase de chantier et continuera à l’être lors de la phase de gestion et de maintenance ;
• le The Shard à Londres, projet complexe dans lequel le jumeau a été parfaitement intégré avec des dessins architecturaux et des simulations structurelles pour fournir une approche prédictive à la phase d’exécution. Une fois la construction du bien terminée, son jumeau numérique a continué à être une ressource clé dans le suivi des performances en cours du bâtiment, avec une attention particulière à l’efficacité énergétique et à l’intégrité structurelle.

Comment créer un modèle de jumeau numérique : 3 étapes simples

Pour créer un jumeau numérique, nous vous conseillons de suivre ces 3 étapes simples : 

1. créez un modèle 3D complet qui recueille des informations sur tous les domaines de conception (architecture, structure, MEP). À cette étape, il est important de s’appuyer sur la méthodologie BIM et sur des outils tels que les scanners laser ou les drones ;
2. associez à chaque objet créé les informations actuelles et reliez-les à des capteurs IoT pour recueillir des données en temps réel. Cela vous permet d’améliorer la gestion pendant les phases de conception, d’exécution et de maintenance ;
3. suivez toutes les informations recueillies, créez des rapports détaillés pour tout contrôler et lancer des activités et des interventions ciblées.

Jumeau numérique d’un bâtiment : données et informations

Modèle de jumeau numérique : les meilleures pratiques dans la construction

Voici quelques meilleures pratiques à suivre pour créer un modèle de jumeau numérique pour une construction à partir de zéro : 

1. définissez clairement l’objectif et la portée : avant de commencer, il est essentiel de préciser l’objectif principal et les applications spécifiques pour lesquelles le jumeau numérique sera utilisé. Créer un jumeau numérique sans une compréhension claire des défis à relever peut entraîner l’échec du projet. Il est essentiel d’identifier qui sera responsable de la gestion du modèle, comment il le gérera et quelles fonctionnalités il devra inclure ;
2. identifiez les composants clés : il est important de déterminer quelles informations doivent être intégrées dans le modèle du jumeau numérique ;
3. capturez et personnalisez l’environnement construit virtuellement : le jumeau numérique doit représenter de manière précise l’objet réel que vous reproduisez. Pour atteindre cet objectif, il est conseillé d’utiliser des technologies avancées telles que la photogrammétrie, le scanner laser et les capteurs pour créer un modèle aussi réaliste que possible ;
4. partagez et analysez le modèle de manière collaborative : utilisez la technologie cloud pour partager toutes les informations et mises à jour du jumeau numérique avec l’équipe de travail. Cette approche permet de coordonner de manière plus efficace les décisions opérationnelles et les choix à faire pendant le projet.

Quels logiciels sont utilisés pour créer un jumeau numérique ?

Pour créer un jumeau numérique efficace, il est essentiel d’utiliser des logiciels de pointe qui peuvent s’adapter à vos besoins spécifiques. Ces outils devraient vous permettre de travailler directement sur le modèle pour simplifier les processus de construction, accélérer les délais de réalisation du projet et réduire le gaspillage de ressources.
Nous vous recommandons, donc, d’essayer un logiciel de jumeau numérique hautement polyvalent qui vous permet de : 

• mettre à jour en temps réel les modèles virtuels : maintenir constamment à jour votre modèle numérique est essentiel pour une gestion efficace ;
• partager les mises à jour en temps réel avec toute l’équipe de travail via la technologie cloud : la collaboration instantanée et l’accès partagé aux informations sont essentiels pour la réussite du projet ;
• intégrer les données et informations BIM dans le jumeau numérique : une intégration complète entre votre modèle de jumeau numérique et les données BIM peut grandement améliorer l’efficacité opérationnelle ;
• gérer les écosystèmes IoT directement dans le modèle de jumeau numérique : l’intégration de dispositifs IoT permet de surveiller et de contrôler les actifs en temps réel ;
• surveiller les performances des actifs et planifier la maintenance : la capacité à évaluer les performances et à planifier des interventions de maintenance préventive est essentielle pour assurer la durabilité et l’efficacité des actifs.

Points clés de l’article sur «Comment créer un modèle de jumeau numérique»

• Le jumeau numérique est une réplique virtuelle dynamique qui représente un actif dans l’ensemble de son cycle de vie.
• Les applications pratiques du jumeau numérique vont de la gestion prédictive à la maintenance des bâtiments existants via l’HBIM.
• Les étapes clés pour la création du jumeau numérique sont la modélisation 3D, l’intégration de données IoT et la gestion des informations.
• Les caractéristiques d’un logiciel pour la gestion, le suivi et l’optimisation du modèle numérique doivent permettre l’intégration avec les données IoT, l’analyse prédictive et la collaboration en cloud.

FAQ – Questions fréquentes sur le «modèle de jumeau numérique»

Que signifie jumeau numérique ?

Un jumeau numérique est une représentation virtuelle d’un actif physique, d’un système ou d’un processus, mise à jour en temps réel grâce à des données provenant de capteurs et d’autres sources. Cette réplique numérique permet de surveiller, d’analyser et d’optimiser les performances de l’actif tout au long de son cycle de vie. Pour approfondir le sujet, lisez : «Jumeau numérique : qu’est-ce que c’est, comment ça fonctionne, quels sont les avantages».

Quelles sont les principales catégories de jumeau numérique ?

• Modèles pour composants individuels : représentent des parties spécifiques d’un système.
• Modèles pour actifs interconnectés : incluent plusieurs éléments reliés entre eux pour former un système plus large.
• Modèles pour systèmes complexes : simulent le fonctionnement d’infrastructures articulées.
• Modèles pour processus opérationnels : optimisent les flux de travail et les chaînes de production.
• Modèles spécialisés : comme l’HBIM (Heritage Building Information Modeling) pour les bâtiments historiques ou les jumeaux numériques urbains pour la gestion des villes intelligentes.

Quelles sont les principales différences entre BIM et jumeau numérique ?

Le BIM est une méthodologie pour la gestion des informations d’un bâtiment en phase de conception et de construction, tandis que le jumeau numérique est un modèle dynamique et actualisable qui représente l’actif en temps réel tout au long de son cycle de vie. Pour approfondir, lisez : «BIM et Digital Twin : différences et utilisations dans le secteur AECO».

Quelles sont les composantes fondamentales d’un modèle de jumeau numérique ?

• Modèle numérique : représentation virtuelle détaillée de l’actif physique.
• Données en temps réel : flux d’informations collectées via des capteurs IoT, de la télémétrie et d’autres sources.
• Infrastructure de connectivité : réseaux et protocoles pour la transmission et la mise à jour continue des données.
• Moteurs d’analyse et de simulation : outils pour le traitement des données, la modélisation prédictive et l’optimisation.
• Plateforme de gestion : logiciel qui permet d’interagir avec le jumeau numérique, de visualiser les données et de prendre des décisions stratégiques.

Quel est l’objectif d’un modèle de jumeau numérique ?

Le modèle de jumeau numérique a pour but de créer une réplique virtuelle d’un actif physique, permettant de surveiller, d’analyser et d’optimiser son cycle de vie complet. Dans le secteur de la construction, il est utilisé pour gérer des bâtiments, des infrastructures et des installations en temps réel, améliorant la maintenance, la sécurité et l’efficacité opérationnelle.

Quels sont les avantages d’utiliser un modèle de jumeau numérique ?

• Maintenance prédictive : grâce aux données en temps réel, il est possible de prévoir des pannes et d’optimiser les interventions de maintenance.
• Amélioration du processus décisionnel : l’analyse avancée des données permet des décisions plus informées et stratégiques.
• Optimisation des performances : le suivi constant permet de réduire la consommation d’énergie et d’améliorer l’efficacité opérationnelle.
• Réduction des coûts et des délais de construction : les simulations et tests virtuels minimisent les erreurs de conception et le gaspillage de ressources.
• Gestion intelligente des actifs : la numérisation permet une gestion intégrée de l’ensemble du cycle de vie de l’actif.

Quelle est l’importance de l’intégration avec l’IoT pour un jumeau numérique ?

L’intégration avec des capteurs IoT pour un jumeau numérique est fondamental car il permet de collecter des données en temps réel et d’améliorer la gestion prédictive de l’actif.

Le jumeau numérique peut-il être appliqué à des bâtiments existants ?

Oui, grâce au relevé 3D et à la modélisation HBIM, il est possible de créer un jumeau numérique de bâtiments existants pour améliorer leur maintenance et leur gestion.

Quels sont les domaines d’application d’un modèle de jumeau numérique ?

• Construction et infrastructures : optimisation de la conception, de la construction et de la gestion des bâtiments et des ouvrages publics.
• Industrie manufacturière et industrie 4.0 : simulation et optimisation des processus de production pour augmenter l’efficacité.
• Énergie et services publics : suivi et gestion des réseaux électriques, des installations de production et de distribution.
• Santé : création de jumeaux numériques pour des dispositifs médicaux et des structures de santé afin d’améliorer la gestion et la maintenance.
• Automobile et transports : développement de véhicules intelligents et gestion des infrastructures de mobilité.
• Villes intelligentes : planification et gestion intelligente des réseaux urbains pour améliorer la qualité de vie et la durabilité environnementale.

Comment créer un modèle de jumeau numérique ?

• Définition des objectifs : établir le but du jumeau numérique et les besoins opérationnels.
• Création du modèle virtuel : générer une représentation numérique précise de l’actif physique.
• Intégration de données et technologies : connecter le modèle à des capteurs IoT et des systèmes de collecte de données en temps réel.
• Analyse et simulation : mettre en œuvre des outils avancés pour évaluer le comportement de l’actif dans différents scénarios.
• Maintenance et mise à jour continue : s’assurer que le jumeau numérique reflète toujours les conditions réelles et soit optimisé au fil du temps.

Quels sont les principaux obstacles à la création d’un jumeau numérique ?

• La complexité de la collecte de données.
• La nécessité de logiciels avancés.
• La gestion des informations dans le temps.

Combien de temps faut-il pour créer un jumeau numérique ?

Cela dépend de la complexité du projet. Cela peut varier de quelques semaines à plusieurs mois en fonction de la collecte de données, de la modélisation et de l’intégration des capteurs.

Quel rôle joue l’Intelligence Artificielle dans les jumeaux numériques ?
L’IA permet d’analyser de grandes quantités de données pour identifier des tendances, prévoir des pannes et améliorer la gestion des actifs de manière proactive.