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Jumeau numérique d’une ville : de quoi s' agit-il, pourquoi c’est important et comment le créer

Jumeau numérique d’une ville : de quoi s’agit-il, pourquoi est-il important et comment le créer

Le jumeau numérique d’une ville est un modèle qui aide à créer des systèmes urbains de plus en plus intelligents, interactifs et durables. Découvrons les avantages de cette technologie !

Le concept de « villes intelligentes » est inévitablement lié à celui de jumeaux numériques.

Il s’agit de modèles numérisés capables de refléter fidèlement les caractéristiques des villes réelles en utilisant des technologies innovantes (telles que l’Internet des Objets et l’Intelligence Artificielle) pour améliorer la qualité, la durabilité et l’efficacité des systèmes urbains.

Découvrez dans cet article tous les avantages que les jumeaux numériques peuvent offrir à nos villes, même à travers quelques exemples.

Commencez également à expérimenter vous-même le potentiel des « villes jumeaux numériques » avec un logiciel jumeau numérique, le système qui vous permet de reproduire virtuellement les actifs physiques des villes et vous aide dans tous les processus liés à la gestion, à la maintenance et au suivi des ressources urbaines.

Qu’est-ce que le jumeau numérique d’une ville

Le concept de jumeau numérique fait référence à un modèle informatisé capable de reproduire virtuellement une ressource physique et servant de contrepartie numérique à diverses fins, notamment la simulation, la planification, le test, la surveillance, la maintenance, etc.

La principale caractéristique des jumeaux numériques est la connectivité. Ces modèles utilisent des technologies intelligentes pour créer une connexion bidirectionnelle avec le monde physique et recueillir des informations pertinentes en temps réel.

Les jumeaux numériques sont utilisés depuis longtemps dans de nombreux secteurs (y compris la fabrication, la santé et l’automobile), mais leur diffusion ne cesse de croître. Avec l’introduction du Building Information Modeling (BIM), nous avons pu assister, ces dernières années, à des applications réussies également dans le domaine de l’ingénierie et de la construction.

L’avenir de ces modèles se dirige maintenant vers la représentation virtuelle et la gestion intelligente de villes entières.

Le jumeau numérique d’une ville peut être considéré, en substance, comme la copie virtuelle d’une ville réelle, à utiliser comme outil collaboratif pour la conception de l’espace urbain et pour la gestion de tous les aspects liés à la mobilité, à la pollution, à la consommation des ressources, à l’accessibilité des services publics, etc.

Élaboration d'un jumeau numérique d'une ville

Élaboration d’un jumeau numérique d’une ville

L’importance des jumeaux numériques pour les villes intelligentes

Les jumeaux numériques jouent un rôle essentiel dans le développement et le fonctionnement des villes intelligentes pour un certain nombre de raisons. Les plus importantes sont liées à la capacité de ces modèles à : 

  • améliorer la planification et la conception urbaines : la création d’un jumeau numérique permet aux urbanistes et aux concepteurs de visualiser et de simuler différents scénarios. Grâce à la représentation virtuelle de l’environnement physique (y compris les bâtiments, les infrastructures et les services publics), les planificateurs peuvent prendre des décisions plus éclairées sur le développement urbain et améliorer le zonage et l’allocation des ressources. Cela permet d’optimiser l’organisation de la ville et de créer un environnement urbain plus efficace, plus sûr et plus durable ;
  • augmenter l’efficacité opérationnelle des services publics : les jumeaux numériques permettent de gérer et de surveiller en temps réel les infrastructures et les services urbains. Ils sont en mesure d’intégrer les données provenant de capteurs intelligents situés aux points stratégiques de la ville afin de fournir des informations utiles sur l’approvisionnement en eau, la gestion du trafic, le fonctionnement des réseaux énergétiques, la gestion de la sécurité publique, l’élimination des déchets, etc. Cette approche basée sur les données permet une maintenance proactive qui améliore la performance des ressources et garantit une réponse rapide aux problèmes ou aux urgences ;
  • prévoir et optimiser les opérations urbaines : les jumeaux numériques exploitent l’intelligence pour effectuer des analyses prédictives. Grâce à l’analyse des données historiques et des données collectées en temps réel, ils sont en mesure d’anticiper les problèmes potentiels, de prévoir les tendances futures et d’optimiser la gestion des services. À l’aide d’un jumeau numérique, il est possible, par exemple, de prévoir les modèles de congestion du trafic, d’améliorer les parcours de la mobilité urbaine, d’optimiser la consommation énergétique des bâtiments en fonction des modèles d’occupation, etc. ;
  • assurer une plus grande participation des citoyens : les jumeaux numériques facilitent la participation des citoyens aux processus décisionnels et à l’aménagement urbain. Ils fournissent une plateforme de partage qui permet aux parties prenantes d’explorer et d’interagir avec le jumeau numérique de leur ville. L’utilisation d’un jumeau numérique permet, par exemple, aux personnes impliquées dans le développement urbain d’analyser les changements proposés, de fournir leurs commentaires et de contribuer activement à la croissance de leur communauté ;
  • optimiser la gestion des ressources : la capacité des jumeaux numériques à surveiller en temps réel les ressources urbaines permet un meilleur contrôle de la consommation d’énergie, de l’utilisation de l’eau, de la gestion des déchets, etc. En utilisant un jumeau numérique, les villes peuvent donc identifier les inefficacités et mettre en œuvre les stratégies les plus appropriées pour réduire le gaspillage ;
  • améliorer la résilience et la gestion des risques: les jumeaux numériques des villes sont capables de simuler des scénarios hypothétiques et d’évaluer leur impact sur les systèmes urbains. Ils représentent donc le seul outil qui puisse aider nos villes à devenir plus résilientes et à améliorer leur capacité à répondre de manière adéquate aux catastrophes naturelles, au changement climatique et aux urgences de toutes sortes.
Planification urbaine par jumeau numérique

Planification urbaine par jumeau numérique

Trois exemples de jumeau numérique de ville

Pour mieux comprendre le rôle crucial que jouent les jumeaux numériques dans la création et le développement de villes intelligentes, voici trois exemples connus à l’échelle mondiale :

  • Copenhague : elle est célèbre pour ses initiatives axées sur la durabilité et la qualité de vie. Exploite le potentiel des jumeaux numériques pour surveiller la consommation d’énergie, améliorer la gestion des déchets et promouvoir des solutions de transport durables telles que le partage de vélos et les véhicules électriques ;
  • Barcelone : a mis en place de nombreux systèmes basés sur l’Intelligence Artificielle (y compris des systèmes de stationnement intelligents, un éclairage routier adaptatif et des systèmes de gestion des déchets) qui contribuent à améliorer la qualité des services publics. Cette ville favorise également une approche collaborative du développement urbain, grâce à l’utilisation de plateformes numériques qui permettent aux citoyens de signaler les problèmes et de suggérer des améliorations possibles ;
  • Singapour : a développé un jumeau numérique de la ville qui intègre en temps réel des données provenant de différentes sources. On utilise des capteurs intelligents et des appareils IdO pour accroître l’efficacité des transports, améliorer la gestion de l’énergie, renforcer la sécurité publique et faciliter l’accès des citoyens aux services.

Comment créer le jumeau numérique d’une ville

La création d’un jumeau numérique implique une série d’étapes qui peuvent être schématisées en cinq points fondamentaux :

  1. collecte des données : la première étape consiste à collecter des données fiables sur l’infrastructure physique de la ville (y compris les bâtiments, les routes, les services, les espaces publics, etc.) à compléter avec d’autres types de données (telles que les données géospatiales, démographiques, environnementales, etc.). Ce processus peut être effectué en utilisant différentes méthodes et outils, qui peuvent inclure la télédétection, les relevés au sol, les sondages, l’utilisation d’appareils IoT, etc. ;
  2. intégration des données : les données collectées lors de la première étape peuvent provenir de différentes sources. Il est donc important de structurer ces données dans un format cohérent, en les organisant et en les intégrant au sein d’une plateforme numérique partagée ;
  3. création du modèle : l’étape suivante prévoit la réalisation du modèle 3D de la ville, qui doit représenter fidèlement les bâtiments, les caractéristiques naturelles, les infrastructures et tous les éléments urbains, en mettant en évidence les relations qui existent entre ces éléments. Parmi les techniques adoptées pour la construction du jumeau numérique de la ville, nous trouvons la photogrammétrie, le balayage laser et la modélisation BIM ;
  4. connexion avec le monde réel : pour rendre le jumeau numérique « vivant » et dynamique, celui-ci doit être connecté à son homologue physique en utilisant des dispositifs IdO et des capteurs intelligents. Cela permet de créer un flux constant d’informations avec le monde réel, ce qui aide à prendre des décisions plus éclairées et à surveiller les activités quotidiennes de la ville ;
  5. analyse et simulation : une fois correctement configuré, le jumeau numérique de la ville peut être utilisé pour effectuer diverses analyses et simulations, nécessaires pour évaluer les performances des systèmes et des infrastructures de la ville. Il est possible, par exemple, de simuler le flux de trafic, la consommation d’énergie ou les impacts environnementaux pour identifier les domaines d’amélioration et optimiser l’allocation des ressources.

Si vous travaillez dans le domaine de la planification urbaine ou de la gestion d’actifs d’infrastructure et que vous recherchez une plateforme qui puisse vous aider à créer le jumeau numérique de votre ville, essayez immédiatement un GIS Digital Twin. Avec ce système, vous pouvez intégrer différentes sources de données et obtenir un modèle complet et interactif de l’environnement urbain. Vous pourrez également visualiser, analyser et gérer différents aspects de la ville, facilitant ainsi le développement de systèmes urbains de plus en plus intelligents et durables.

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