{"id":7610,"date":"2025-02-04T09:28:42","date_gmt":"2025-02-04T08:28:42","guid":{"rendered":"https:\/\/after.appqr.link\/jumeaux-numeriques-le-pont-entre-le-physique-et-le-virtuel-qui-transforme-le-monde\/"},"modified":"2025-04-28T10:37:14","modified_gmt":"2025-04-28T08:37:14","slug":"jumeaux-numeriques-le-pont-entre-le-physique-et-le-virtuel-qui-transforme-le-monde","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/after.appqr.link\/fr\/jumeaux-numeriques-le-pont-entre-le-physique-et-le-virtuel-qui-transforme-le-monde\/","title":{"rendered":"Jumeaux num\u00e9riques : le pont entre le physique et le virtuel qui transforme le monde"},"content":{"rendered":"\n

Alors que les cris de guerre retentissent autour de l’IA, il existe un autre concept r\u00e9volutionnaire li\u00e9 aux nouvelles technologies auquel nous n’avons pas autant r\u00e9fl\u00e9chi : les \u00ab\u00a0jumeaux num\u00e9riques\u00a0\u00bb.<\/p>\n\n

D\u00e9finition du jumeau num\u00e9rique<\/strong><\/p>\n\n

La question des jumeaux num\u00e9riques est relativement r\u00e9cente et, bien que son origine soit souvent attribu\u00e9e \u00e0 la NASA, tout indique que la premi\u00e8re r\u00e9f\u00e9rence \u00e0 l’utilisation de ce terme remonte \u00e0 2002, lorsqu’un universitaire de renom, Michael Grieves, l’a invent\u00e9 :<\/p>\n\n

\u00ab\u00a0Un jumeau num\u00e9rique est une repr\u00e9sentation virtuelle d’une entit\u00e9 ou d’un syst\u00e8me physique qui est mise \u00e0 jour avec des donn\u00e9es en temps r\u00e9el et qui utilise des simulations, l’apprentissage automatique et le raisonnement pour faciliter la prise de d\u00e9cision.\u00a0\u00bb<\/p>\n\n

Michael Grieves<\/strong> a mis le doigt sur la d\u00e9finition, m\u00eame si son domaine \u00e9tait les syst\u00e8mes de gestion du cycle de vie des produits (PLM). Son travail a \u00e9t\u00e9 d\u00e9terminant pour relier la technologie de simulation virtuelle aux processus de fabrication et industriels, jetant ainsi les bases de l’industrie 4.0. <\/p>\n\n

Mais ce n’est pas le seul champ d’action auquel le concept de jumeau num\u00e9rique est adapt\u00e9. A l’instar d’une \u00e9chelle d’ordre de grandeur, le jumeau num\u00e9rique s’applique \u00e0 diff\u00e9rents niveaux. Faisons un tour d’horizon des couches auxquelles ce concept s’applique, des outils technologiques n\u00e9cessaires dans chaque cas et de ses principales utilisations. <\/p>\n\n

Le jumeau num\u00e9rique d’un objet historique<\/strong><\/p>\n\n

Commen\u00e7ons par l’\u00e9chelle la plus basse, l’\u00e9chelle humaine pourrait-on dire. Nous pouvons cr\u00e9er des jumeaux num\u00e9riques d’objets allant d’une tr\u00e8s petite sculpture \u00e0 une grande, par exemple. Mon domaine \u00e9tant les sciences humaines num\u00e9riques, prenons l’exemple d’un vase grec. Son jumeau num\u00e9rique serait une r\u00e9plique exacte de la figure en trois dimensions. Pour ce faire, nous pouvons utiliser deux techniques : la photogramm\u00e9trie et la num\u00e9risation 3D. La photogramm\u00e9trie part d’une s\u00e9rie de photographies de l’objet \u00e0 partir de plusieurs points de vue et, gr\u00e2ce \u00e0 un logiciel algorithmique, est en mesure de cr\u00e9er un fichier tridimensionnel avec la g\u00e9om\u00e9trie et la texture de l’objet. Si l’on parle de balayage laser 3D, on obtient un nuage de points de haute pr\u00e9cision qui restitue la figure, mais sans la texture, qui peut \u00eatre ajout\u00e9e ult\u00e9rieurement. <\/p>\n\n

Et que faisons-nous de cet objet historique en 3D ? Nous pouvons le t\u00e9l\u00e9charger sur un d\u00e9p\u00f4t en ligne (Sketchfab est le plus connu, bien qu’Europeana soit en train de prendre le relais) et le partager avec le monde entier. Il peut \u00eatre utilis\u00e9 dans des expositions num\u00e9riques ou servir d’accessoire pour un film d’\u00e9poque tourn\u00e9 dans un d\u00e9cor virtuel. Mais l’utilisation la plus ambitieuse est de faire passer cet objet virtuel par une intelligence artificielle form\u00e9e \u00e0 son sujet pour nous donner la datation de l’objet, sa provenance et, si vous le souhaitez, m\u00eame la signification des peintures sur sa surface. Il ne s’agit l\u00e0 que de deux exemples, mais il existe de nombreuses autres utilisations. <\/p>\n\n

Jumelage num\u00e9rique d’un b\u00e2timent historique<\/strong><\/p>\n\n

Allons plus loin, dans un b\u00e2timent historique. L’\u00e9chelle a d\u00e9j\u00e0 augment\u00e9. Le niveau est un peu plus \u00e9lev\u00e9 que celui de l’homme, mais la proc\u00e9dure de num\u00e9risation a des points communs avec la pr\u00e9c\u00e9dente. Nous pouvons \u00e0 nouveau utiliser la photogramm\u00e9trie et le balayage 3D<\/strong> (techniquement appel\u00e9 LiDAR). Cette fois, la photogramm\u00e9trie n\u00e9cessite l’utilisation de drones pour survoler le b\u00e2timent et capturer ses fa\u00e7ades et ses toits. <\/p>\n\n

La deuxi\u00e8me alternative compl\u00e9mentaire, qui peut \u00e9galement \u00eatre utilis\u00e9e avec les drones, est le LiDAR<\/strong>. Le LiDAR est un dispositif qui permet de d\u00e9terminer la distance entre un \u00e9metteur laser et un objet ou une surface \u00e0 l’aide d’un faisceau laser puls\u00e9 qui d\u00e9termine la distance par rapport \u00e0 l’objet et en mesurant le temps de retard entre l’\u00e9mission de l’impulsion. Il g\u00e9n\u00e8re ainsi des points qu’il collecte et exprime ensuite l’ensemble des points situ\u00e9s en trois dimensions. <\/p>\n\n

Cependant, il ne suffit pas de le t\u00e9l\u00e9charger en tant qu’objet dans des r\u00e9f\u00e9rentiels 3D (ce qui est \u00e9galement possible), mais la technologie HBIM (Historic Building Information Modelling<\/strong>) peut \u00eatre appliqu\u00e9e. Il s’agit d’une m\u00e9thodologie num\u00e9rique qui se concentre sur la documentation, la gestion et la pr\u00e9servation des b\u00e2timents historiques \u00e0 l’aide d’outils num\u00e9riques avanc\u00e9s. Elle combine le mod\u00e8le 3D g\u00e9n\u00e9r\u00e9 par les syst\u00e8mes d’information g\u00e9ographique avec la planim\u00e9trie, cr\u00e9ant ainsi une repr\u00e9sentation pr\u00e9cise et d\u00e9taill\u00e9e du patrimoine architectural. Cette approche permet d’int\u00e9grer des donn\u00e9es historiques, architecturales et structurelles, par le biais de capteurs par exemple, facilitant ainsi l’analyse et la conservation des structures des b\u00e2timents qui peuvent \u00eatre en danger ou qui poss\u00e8dent une valeur culturelle importante. Il suffit de penser \u00e0 l’incendie de Notre-Dame. S’il n’y avait pas eu d’\u00e9tude tridimensionnelle, la r\u00e9cup\u00e9ration de la cath\u00e9drale aurait \u00e9t\u00e9 beaucoup plus imparfaite. <\/p>\n\n

Mais cette technologie peut \u00e9galement \u00eatre utilis\u00e9e \u00e0 des fins diverses, toutes plus int\u00e9ressantes les unes que les autres. D’une part, la simulation des processus structurels et fonctionnels, tels que les syst\u00e8mes \u00e9lectriques, la ventilation ou l’\u00e9vacuation, en adaptant les besoins et les r\u00e9glementations actuelles aux b\u00e2timents historiques. Elle permet \u00e9galement l’enregistrement historique des restaurations et des modifications, ainsi que la visualisation en temps r\u00e9el du trafic humain ou \u00e9nerg\u00e9tique \u00e0 l’int\u00e9rieur du b\u00e2timent gr\u00e2ce \u00e0 des capteurs. Il peut \u00e9galement servir d’outil pr\u00e9dictif pour la maintenance pr\u00e9ventive. <\/p>\n\n

Un exemple concret est la r\u00e9cente num\u00e9risation du monast\u00e8re de San Lorenzo de El Escorial, un exploit r\u00e9alis\u00e9 par ACRE Surveying Solutions et ATC Proyecta <\/strong>, qui ont relev\u00e9 topographiquement ce tr\u00e9sor de l’humanit\u00e9 avec plus de quatre mille points de collecte de donn\u00e9es pour g\u00e9n\u00e9rer un nuage de points qui a ensuite \u00e9t\u00e9 converti en HBIM et \u00e0 partir duquel toutes sortes de plans d’\u00e9tage, d’\u00e9l\u00e9vations, de sections… El Escorial in the nude peuvent \u00eatre extraites.<\/p>\n\n

Mais ce n’est pas la fin des utilisations de ce jumeau. Ce projet, financ\u00e9 par le plan de relance, de transformation et de r\u00e9silience dans le cadre du programme Spain Audiovisual Hub<\/strong>, mettra les ressources <\/em>num\u00e9riques g\u00e9n\u00e9r\u00e9es gratuitement \u00e0 la disposition des soci\u00e9t\u00e9s de production nationales et internationales, facilitant ainsi leur int\u00e9gration dans des films, des s\u00e9ries et des jeux vid\u00e9o. Je m’arr\u00eate l\u00e0. <\/p>\n\n

Jumelle num\u00e9rique d’une usine<\/strong><\/p>\n\n

\u00c0 ce niveau, il ne s’agit pas tant de reproduire des usines existantes que de mod\u00e9liser les installations a priori, ce qui permet, gr\u00e2ce \u00e0 l’intelligence artificielle, de simuler la cha\u00eene de production, d’optimiser les processus et de minimiser les co\u00fbts, le tout avant leur construction. Un exemple de cela a \u00e9t\u00e9 abord\u00e9 dans After lorsque nous avons parl\u00e9 de l’entreprise NVIDIA<\/a> <\/strong>et de l’utilisation de son mat\u00e9riel (cartes informatiques) et de son logiciel Omniverse pour l’usine de v\u00e9hicules \u00e9lectriques de Debrecen, en Hongrie, qui doit ouvrir ses portes cette ann\u00e9e. Gr\u00e2ce au puissant outil qu’est Omniverse, l’\u00e9quipe de BMW a pu int\u00e9grer des donn\u00e9es dans des mod\u00e8les de haute pr\u00e9cision et de haute performance, connecter ses diff\u00e9rents outils logiciels et permettre une collaboration en temps r\u00e9el entre de multiples utilisateurs r\u00e9partis sur plusieurs sites. Le tout avec un objectif clair : affiner et perfectionner chaque \u00e9tape du processus pour atteindre une optimisation sans pr\u00e9c\u00e9dent dans sa nouvelle usine. <\/p>\n\n

Le jumeau num\u00e9rique d’une ville<\/strong><\/p>\n\n

Ici, nous faisons un saut qualitatif. Num\u00e9riser une ville enti\u00e8re n’est pas une mince affaire. Je vais ici vous pr\u00e9senter un exemple qui me tient \u00e0 c\u0153ur : le jumeau num\u00e9rique de la ville de Madrid, r\u00e9alis\u00e9 par la mairie et consultable sur son G\u00e9oportail. Mais comment en est-on arriv\u00e9 l\u00e0 ? Ils partent de deux sources : des photos satellites et des vols d’avion au-dessus de la ville. <\/p>\n\n

Pour obtenir des mod\u00e8les 3D d’un b\u00e2timent \u00e0 partir de photographies a\u00e9riennes<\/strong>, les projections obliques des photographies jouent un r\u00f4le cl\u00e9 en inclinant l’axe de la cam\u00e9ra ou du syst\u00e8me de capture par rapport au plan horizontal. Cette approche permet de capturer les d\u00e9tails lat\u00e9raux des fa\u00e7ades des b\u00e2timents en plus des vues de dessus, ce qui enrichit la mod\u00e9lisation tridimensionnelle. En combinant des images prises sous diff\u00e9rents angles obliques avec des techniques telles que la photogramm\u00e9trie ou le LiDAR, on obtient une reconstruction 3D plus pr\u00e9cise et plus compl\u00e8te, en particulier dans le cas de structures complexes o\u00f9 les surfaces verticales et les textures d\u00e9taill\u00e9es sont cruciales pour le r\u00e9sultat final. En proc\u00e9dant de la sorte pour l’ensemble de la ville, nous obtenons un mod\u00e8le 3D complet. <\/p>\n\n

Mais attention, si la num\u00e9risation d’un b\u00e2timent repr\u00e9sente des tonnes d’informations, que se passe-t-il avec des villes enti\u00e8res ? Dans le cas de Madrid, la forme des b\u00e2timents a \u00e9t\u00e9 r\u00e9duite \u00e0 des g\u00e9om\u00e9tries simples, ce qui r\u00e9duit consid\u00e9rablement le volume d’informations au prix d’une perte de r\u00e9solution. Mais il existe un cas beaucoup plus puissant : le jumeau num\u00e9rique de Tokyo. Peu de nouvelles ont \u00e9t\u00e9 publi\u00e9es, mais il semble que le jumeau num\u00e9rique de la capitale japonaise va \u00eatre publi\u00e9 avec une r\u00e9solution sans pr\u00e9c\u00e9dent. Reste \u00e0 savoir ce qu’il en est. <\/p>\n\n

Et que pouvons-nous faire de tout cela ? C’est l\u00e0 qu’interviennent les \u00ab\u00a0plateformes de villes intelligentes\u00a0\u00bb, qui int\u00e8grent plusieurs couches de donn\u00e9es allant des informations provenant de capteurs IoT (Internet des objets)<\/strong> r\u00e9partis dans la ville aux bases de donn\u00e9es urbaines et m\u00e9t\u00e9orologiques. Ces plateformes permettent non seulement une gestion efficace des mod\u00e8les num\u00e9riques, mais aussi le d\u00e9veloppement d’applications sp\u00e9cifiques, telles que des syst\u00e8mes d’alerte pr\u00e9coce pour les catastrophes naturelles, des outils pour optimiser la mobilit\u00e9 urbaine ou des solutions pour l’efficacit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique dans les b\u00e2timents et les quartiers entiers. En outre, les plateformes de villes intelligentes servent de point central pour la collaboration entre les administrations, les entreprises et les citoyens, garantissant que les d\u00e9cisions fond\u00e9es sur les donn\u00e9es sont transparentes, inclusives et durables. D’autre part, le jumeau num\u00e9rique devient un outil essentiel pour la planification urbaine, en projetant des sc\u00e9narios de croissance ou de d\u00e9veloppement qui anticipent les besoins et optimisent les ressources, garantissant ainsi une \u00e9volution \u00e9quilibr\u00e9e et efficace de la ville. Mais ce n’est que la partie \u00e9merg\u00e9e de l’iceberg. Si l’on commence \u00e0 combiner les donn\u00e9es g\u00e9n\u00e9r\u00e9es avec la volum\u00e9trie de la ville<\/strong>, les applications du jumeau sont presque infinies. <\/p>\n\n

Le jumeau num\u00e9rique d’un \u00e9cosyst\u00e8me<\/strong><\/p>\n\n

\u00c0 plus grande \u00e9chelle, nous avons l’analyse des \u00e9cosyst\u00e8mes comme paradigme pour la surveillance de l’environnement. Le jumeau num\u00e9rique d’un \u00e9cosyst\u00e8me peut \u00eatre g\u00e9n\u00e9r\u00e9 gr\u00e2ce \u00e0 des outils avanc\u00e9s qui combinent les technologies de capteurs IoT, la mod\u00e9lisation informatique en 3D, les plateformes d’intelligence artificielle (encore notre ch\u00e8re IA) et les syst\u00e8mes d’analyse de donn\u00e9es g\u00e9ospatiales. Ces outils collectent et traitent de grands volumes d’informations en temps r\u00e9el, cr\u00e9ant ainsi une r\u00e9plique num\u00e9rique d\u00e9taill\u00e9e et dynamique de l’\u00e9cosyst\u00e8me. Ce jumeau num\u00e9rique nous permet de simuler les interactions complexes entre la flore, la faune et leur environnement, en mod\u00e9lisant les processus biologiques et environnementaux qui sont fondamentaux pour comprendre et g\u00e9rer les \u00e9cosyst\u00e8mes naturels. <\/p>\n\n

En int\u00e9grant des donn\u00e9es en temps r\u00e9el telles que les variations m\u00e9t\u00e9orologiques, d’humidit\u00e9 du sol et de temp\u00e9rature, l’\u00e9tat de l’\u00e9cosyst\u00e8me peut \u00eatre surveill\u00e9 en permanence et avec pr\u00e9cision afin de d\u00e9tecter les changements critiques. En outre, le jumeau num\u00e9rique facilite l’analyse approfondie de l’impact du changement climatique, en anticipant la mani\u00e8re dont les variations du climat peuvent modifier les habitats, les cycles biologiques et la biodiversit\u00e9. La capacit\u00e9 \u00e0 int\u00e9grer les donn\u00e9es relatives \u00e0 la conservation des esp\u00e8ces et \u00e0 la biodiversit\u00e9 est essentielle pour concevoir des strat\u00e9gies de protection visant \u00e0 garantir la viabilit\u00e9 des \u00e9cosyst\u00e8mes et \u00e0 pr\u00e9venir l’extinction des esp\u00e8ces menac\u00e9es. <\/p>\n\n

D’autre part, le jumeau num\u00e9rique permet de simuler des sc\u00e9narios futurs, d’\u00e9valuer comment les politiques environnementales et les activit\u00e9s humaines telles que la d\u00e9forestation, la p\u00eache intensive ou l’utilisation des terres influent sur l’\u00e9quilibre de l’\u00e9cosyst\u00e8me. Ces simulations permettent non seulement d’anticiper les risques, mais aussi de fournir une base scientifique pour une prise de d\u00e9cision \u00e9clair\u00e9e et durable. Ainsi, le jumeau num\u00e9rique d’un \u00e9cosyst\u00e8me devient un outil cl\u00e9 pour \u00e9quilibrer la conservation des espaces naturels et les besoins humains, en promouvant un avenir dans lequel la nature et la soci\u00e9t\u00e9 coexistent harmonieusement. <\/p>\n\n

Comme exemple de cette \u00e9chelle sup\u00e9rieure et pour clore ce voyage, nous citerons le cas de La Palma Smart Island<\/strong>, un projet ambitieux qui vise \u00e0 faire de l’\u00eele des Canaries un mod\u00e8le mondial de durabilit\u00e9, d’innovation et d’efficacit\u00e9 gr\u00e2ce \u00e0 l’int\u00e9gration de technologies intelligentes. Il a \u00e9t\u00e9 con\u00e7u en couvrant des domaines cl\u00e9s tels que la gestion des ressources naturelles, la mobilit\u00e9, la connectivit\u00e9 et le tourisme, dans le but d’am\u00e9liorer la qualit\u00e9 de vie des habitants et d’offrir une exp\u00e9rience unique aux visiteurs. Gr\u00e2ce \u00e0 des infrastructures num\u00e9riques avanc\u00e9es et \u00e0 des solutions technologiques, il favorise la conservation de l’environnement, la transition \u00e9nerg\u00e9tique et la participation des citoyens, consolidant La Palma comme une r\u00e9f\u00e9rence dans le d\u00e9veloppement des \u00eeles intelligentes. <\/p>\n\n

En conclusion…<\/strong><\/p>\n\n

Une fois cet examen effectu\u00e9, nous pouvons affirmer que les jumeaux num\u00e9riques sont bien plus qu’une repr\u00e9sentation virtuelle ; ils constituent un pont entre les mondes physique et num\u00e9rique<\/strong>, capable de transformer la mani\u00e8re dont nous interagissons avec notre environnement. Qu’il s’agisse d’objets historiques ou d’\u00e9cosyst\u00e8mes entiers, leur polyvalence r\u00e9side dans leur capacit\u00e9 \u00e0 int\u00e9grer des donn\u00e9es, \u00e0 simuler des sc\u00e9narios et \u00e0 optimiser des processus avec un niveau de pr\u00e9cision sans pr\u00e9c\u00e9dent. Chaque \u00e9chelle, de l’usine \u00e0 la ville, ouvre un \u00e9ventail de possibilit\u00e9s pour am\u00e9liorer l’efficacit\u00e9, pr\u00e9server le patrimoine et assurer la durabilit\u00e9. <\/p>\n\n

Dans un monde o\u00f9 les d\u00e9fis sont de plus en plus nombreux, les jumeaux num\u00e9riques sont devenus un outil indispensable<\/strong> pour prendre des d\u00e9cisions fond\u00e9es sur des donn\u00e9es et cr\u00e9er des solutions innovantes qui profitent \u00e0 la fois \u00e0 l’humanit\u00e9 et \u00e0 la plan\u00e8te. Ce miroir virtuel de la r\u00e9alit\u00e9 nous permet non seulement de mieux comprendre notre environnement, mais aussi de concevoir un avenir plus intelligent, plus durable et plus connect\u00e9. <\/p>\n\n

Pedro Ortega Ventureira<\/a><\/p>\n\n

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Alors que les cris de guerre retentissent autour de l’IA, il existe un autre concept r\u00e9volutionnaire li\u00e9 aux nouvelles technologies auquel nous n’avons pas autant r\u00e9fl\u00e9chi : les \u00ab\u00a0jumeaux num\u00e9riques\u00a0\u00bb. 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