Les jumeaux numériques : révolution de la construction et de la gestion des infrastructures

Ces dernières années, la technologie dans la construction et la gestion des infrastructures ne cesse d’évoluer. Les jumeaux numériques sont l’une de ces nouvelles techniques qui contribue à la digitalisation du secteur du bâtiment.

Alors quel est ce nouveau concept qui bascule les professionnels du bâtiment dans la construction 4.0 ?

Un jumeau numérique, qu’est-ce que c’est ?

Le jumeau numérique ou digital twin est une réplique virtuelle d’un objet, d’un système ou d’un processus du monde réel. Il est créé en utilisant des données et des modèles informatiques pour représenter précisément l’état et le comportement du réel. Ces données sont collectées en temps réel grâce à des capteurs communicant appelés IoT (Internet des Objets).

Grâce aux jumeaux numériques, il est possible d’anticiper les dysfonctionnements avec des simulations face à de nombreuses situations auxquelles l’objet réel est ou sera confronté. Des analyses sont faites avec les résultats des simulations afin d’identifier d’éventuels ajustements à prévoir.

En résumé, cette réplique virtuelle aide à prendre des décisions et à résoudre des problèmes dans le monde réel.

Cet extraordinaire concept est apparu il y a quelques décennies dans l’industrie de pointe telle que le spatial et l’aéronautique. Et récemment, les jumeaux numériques surgissent dans le domaine du bâtiment pour contribuer à la construction du futur.

Les jumeaux numériques dans la construction BTP

Dans le BTP, le jumeau numérique est associé à un bâtiment ou à une ville entière et contribue à :

• Évaluer la faisabilité du projet
• Surveiller l’avancement des travaux
• Améliorer la collaboration entre les équipes

En effet, le jumeau numérique transmet en temps réel l’état du bâtiment en construction sous forme de modélisation 3D. Ce clone virtuel permet d’optimiser l’efficacité des différents acteurs de la phase de conception à la réalisation de l’édifice. Il pourra également être utile durant la phase de déconstruction pour prévoir la manière de démanteler un bâtiment.

La majorité des jumeaux numériques dans la construction sont liés au BIM. Building Information Modeling ou modélisation des données du bâtiment est un processus digital de gestion de projet pour la construction. La combinaison du jumeau numérique avec le BIM révolutionne la construction par une gestion digitale, dynamique, flexible et en temps réel.

Cette construction digitale offre de nombreux avantages pour les acteurs impliqués sur un projet :

• Une transparence accessible par tous

Avec une réplique numérique des bâtiments, tous les acteurs ont accès aux informations du projet (calendriers, plans, matériaux, etc). Et grâce aux données en temps réel, il est possible de consulter l’état de construction afin de voir l’avancement et d’obtenir une vue d’ensemble.

• Une optimisation des constructions

Le contrôle des coûts et la planification budgétaire étant inclus dans le jumeau numérique, cela permet d’éviter les imprévus. De plus, le déroulement du projet étant digital, les professionnels peuvent suivre l’organisation selon leurs implications donc éviter les malentendus.

Ainsi, les coûts sont maîtrisés et l’avancement est plus efficace pour tous.

• Une prise de décision efficiente

Grâce à la maquette virtuelle, les chefs de projets accèdent en temps réel au projet pour les probables changements. L’impact des décisions sur le projet est visible à travers la réplique numérique. Ainsi, les acteurs peuvent prendre des meilleures décisions en tenant compte des données réelles. 

Pour conclure, les clones virtuels dans le BTP ont un avenir certain avec une transparence dans les projets complexes. L’organisation et la communication par le partage d’information grâce à cet outil deviennent un jeu d’enfant. Combiné avec un BIM, cela devient un outil puissant pour les professionnels de la construction.

Les jumeaux numériques dans les réseaux souterrains

Les réseaux souterrains (eau, gaz, électricité, …) sont tout comme le BTP dans une phase de digitalisation de leurs outils. Bien que les jumeaux digitaux dans les travaux de construction soient davantage matures, les infrastructures réseaux sont en bonne voie.

Pour ces acteurs, le principal enjeu de ces répliques digitales se manifeste par la localisation des différents réseaux souterrains.

Répertorier et référencer les infrastructures souterraines d’ici 2026 est une obligation réglementaire pour tous les gestionnaires de réseaux. Cette réglementation a pour objectif de créer un nouveau référentiel intitulé PCRS (Plan de Corps de Rue Simplifié).

Dans l’objectif de cette obligation de géoréférencement apparaît l’esquive des problèmes liés aux travaux de construction et d’excavation. En effet, les jumeaux numériques permettent de cartographier les réseaux souterrains de manière très précise. Et Les acteurs minimisent les risques grâce à cette visibilité des réseaux.

Outre cet aspect sécuritaire, les professionnels font davantage usage de ces répliques virtuelles pour la forme préventive et prédictive.

La prévention pour les gestionnaires de réseau est très importante pour anticiper des événements naturels, problèmes liés à l’obsolescence, etc. Tout ceci à des fins économiques et d’efficacité afin de réduire les risques.

Assurément, pour ces acteurs, ces répliques digitales des réseaux sont un puissant outil permettant une optimisation de leurs matériels. Mais ils sont tout aussi utiles dans la prédiction d’événements ou de changements.

De nombreux professionnels ont besoin d’anticiper les coûts et les conséquences liés à l’obsolescence des réseaux. C’est pourquoi, créer des simulations temporelles permet d’optimiser la maintenance et le renouvellement des parcs réseaux.

De plus, la prédiction est un avantage dans la compréhension des conséquences de l’obsolescence et de l’environnement dans lequel les réseaux sont implantés.

Ainsi, pour les gestionnaires de réseaux les jumeaux numériques sont un instrument efficient de performance et d’analyse.

Les jumeaux numériques et les territoires

La création d’avatar numérique des territoires urbains et ruraux devient indispensable pour leurs pilotages. Les jumeaux numériques sont un outil facilitateur dans la transition numérique des infrastructures et l’aménagement des territoires. Cet instrument participe à la tendance de la smart city, une ville connectée et intelligente.

Premièrement, les jumeaux numériques récoltant de nombreuses données peuvent prédire l’état des ressources (énergie, eau, déchets, …) d’un territoire. En effet, connaître les capacités et l’état de celles-ci assure une meilleure gestion.

En second lieu, les répliques virtuelles deviennent des outils de prévision des événements liés au changement climatique. Face à des risques auxquels les collectivités sont exposées, elles peuvent simuler des scénarios d’aléas climatiques. Les résultats permettent de prendre des décisions éclairées et des mesures de protection face à ces risques.

Les avatars digitaux participent pour les acteurs publics à la compréhension d’une situation sur leur territoire. Compte tenu des données récoltées sur l’urbanisme et l’environnement géographique, c’est un outil d’aide à la prise de décision.

Par exemple, sur les flux de circulation urbaine, les collectivités peuvent expérimenter et anticiper des situations pour une meilleure compréhension. Cela aura pour conséquence une optimisation des infrastructures et de connaître les répercussions dans le cas de projets d’aménagements.

Ces répliques virtuelles deviendront incontournables pour les collectivités publiques dans le pilotage et l’optimisation de leurs territoires. Ce puisant instrument favorise la transformation de leurs services auprès de la population avec une approche curative.

Comprendre, anticiper, simuler, planifier et adapter sont les réponses qu’apporte un jumeau numérique pour la gestion d’un territoire.

Pour conclure, les jumeaux numériques accélèrent la transition numérique de la construction avec une avancée technologique pour de nombreux acteurs. Cet outil offre une infinité de scénarios et de possibilités pour une multitude d’usage. Plus durables et évolutifs, les avatars numériques répondent pleinement aux besoins des clients, des usagers et aux enjeux environnementaux.

Au sein de Vecteur Plus, nous portons une attention particulière à la veille technologique des acheteurs publics. Les jumeaux numériques sont un outil digital de plus en plus présent dans les marchés publics. Et, de nombreux professionnels de la construction ou d’études utilisent cet instrument numérique en réponse aux marchés publics.

Si comme eux, vous souhaitez vous lancer dans la commande publique, téléchargez le mode d’emploi des marchés publics, le guide indispensable pour trouver des appels d’offres, y répondre et les remporter.