20 mars 2024

Tout savoir sur les jumeaux numériques

Saviez-vous qu’un nouveau Centre d’expertise canadien en jumeau numérique a été annoncé par le DigiHub et Exaion en partenariat avec Quandela, PINQ2 et EDF Lab? Avec un investissement privé de 20 M$ sur 5 ans, le Centre sera doté d’une bibliothèque numérique évaluée à 10 M$, de 3 ordinateurs quantiques et d’une capacité de calcul soutenue par plus de 150 GPUs de dernière génération.

Cette annonce est une excellente nouvelle pour la recherche, l’innovation et l’économie régionale, d’autant plus que la demande de jumeaux numériques continuera de croître au cours des prochaines années. Effectivement, le marché a été évalué à 3,1 G$ américain en 2020 et des analystes du secteur estiment qu’il pourrait atteindre 48,2 G$ américain en 2026 (Markets and Markets, 2024).

Qu’est-ce qu’un jumeau numérique?
Un jumeau numérique est une version virtuelle d’un objet ou d’un système qui est constamment actualisée avec des données en temps réel. Ces données permettent d’effectuer des simulations et des analyses approfondies de performances et des scénarios d’amélioration. Contrairement à une simulation traditionnelle qui se concentre généralement sur un processus spécifique, un jumeau numérique est un environnement virtuel complet capable de simuler plusieurs processus et d’utiliser des données en temps réel pour des analyses plus approfondies. Il utilise notamment la simulation, l’apprentissage automatique et le raisonnement pour aider à la prise de décision.

Les jumeaux numériques offrent des avantages significatifs tout au long du cycle de vie des produits. En recherche et développement, ils permettent une conception plus efficace en fournissant des données sur les performances probables des produits, permettant ainsi aux entreprises d’améliorer leurs produits avant la production. Après la mise en production, les jumeaux numériques peuvent surveiller les systèmes de production pour garantir une efficacité maximale. En fin de vie, ils aident les fabricants à décider du traitement final des produits, en identifiant les matériaux pouvant être recyclés, par exemple.

La technologie du jumeau numérique est puissante, elle aurait permis d’éviter l’accident grave survenu au cours de la mission Apollo 13 ; elle aurait aussi pu épargner les conséquences humaines et environnementales dramatiques dans le cas de la plateforme pétrolière Deepwater Horizon, dans le golfe du Mexique, indique Soumaya Yacout, ing., professeure titulaire au Département de mathématiques et de génie industriel de Polytechnique Montréal. Le jumeau numérique aurait repéré les risques avant même que les problèmes ne surviennent pour Apollo 13 et il aurait proposé en quelques minutes un scénario pour les résoudre à distance. Dans la réalité, les équipes au sol ont mis un temps précieux à faire diverses expérimentations à terre pour donner ensuite leurs directives aux astronautes en attente de solutions. Pour la plateforme pétrolière, les problèmes se sont produits alors que les personnes sur place effectuaient des tests de sécurité pour voir comment les installations réagissent à diverses situations.

Avec un jumeau numérique, on aurait fait tous ces tests en mode numérique, sans aucune intervention directe sur les installations réelles. – Soumaya Yacout, ing. à la Polytechnique Montréal

Marché et industries
L’utilisation des jumeaux numériques peut être bénéfique dans divers domaines, mais elle n’est pas nécessairement adaptée à tous les produits ou fabricants. La complexité et le besoin de données en temps réel peuvent rendre la création d’un jumeau numérique coûteuse et non rentable pour certains objets. Cependant, les projets de grande envergure et les industries traitant des produits complexes comme les équipements de production d’énergie, les structures, les opérations de fabrication, les services de santé, l’industrie automobile et l’urbanisme peuvent grandement bénéficier de l’utilisation de jumeaux numériques. Ces industries peuvent utiliser les modèles numériques pour améliorer l’efficacité, concevoir des produits plus performants, optimiser les processus de fabrication, réduire les risques, etc.

Il n’est pas si loin le jour où l’on verra des changements se faire directement sur les chaînes de production, en réaction instantanée aux comportements des clients, prédit-elle. Pour les voitures par exemple, selon les goûts et les choix d’achats faits par la clientèle dans les différentes régions, les lignes de production pourront s’adapter d’elles-mêmes à la demande en temps réel. Les machines mettront automatiquement en œuvre des modifications pour se coller à la réalité du marché. Dans le secteur de l’alimentation, ce sera pareil sur les tablettes des épiceries. Des capteurs numériques approvisionneront les stocks en lien direct avec les choix des consommateurs. Les ajustements se feront directement auprès des différents fournisseurs et à travers tous les maillons de la chaîne, sur la base des données réelles du marché. – Soumaya Yacout, ing. à la Polytechnique Montréal

La transformation numérique est devenue essentielle pour les entreprises en croissance, même si certains secteurs comme l’automobile ou l’agroalimentaire l’ont adoptée plus rapidement. C’est un processus continu qui nécessite une adaptation constante aux nouvelles technologies et aux besoins du marché.

Vous avez un projet de jumeau numérique? Informez-vous à notre équipe sur notre programme Accélération numérique! Vous pourriez recevoir l’accompagnement nécessaire au succès de votre projet, obtenir une contribution financière non remboursable ou avoir accès aux experts issus de notre réseau.

Sources : IBM et Ordre des ingénieurs du Québec, 2024.

Note : Image de l’article générée par l’intelligence artificielle.