Le jumeau numérique, c’est lui le plus intelligent des deux

Il rend les objets intelligents, prédit leur avenir et leur permet de s’adapter aux circonstances. Rencontre avec le jumeau numérique, un concept émergent que beaucoup considèrent comme la prochaine « killer app » de l’Industrie du futur.

Depuis bien longtemps, les ingénieurs ont troqué leurs tables à dessin et leurs règles à calcul pour des logiciels de conception assistée par ordinateur (CAO). Sur l’écran, ils dessinent en 3D les futurs produits, simulent leur comportement, évaluent leur résistance et ajustent le moindre détail jusqu’à l’ultime feu vert de la mise en production. Mais sitôt la voiture sortie de l’usine ou le bâtiment de terre, l’usage, les chocs, les intempéries et les perpétuelles interactions extérieures les marquent de leur empreinte. Instantanément, irrémédiablement, l’objet diverge de l’idéal numérique dont il est issu. Le modèle informatique demeure certes une référence, mais il n’est plus une représentation fidèle de la réalité. Et si l’on devait procéder à une simulation, elle omettrait nécessairement l’influence des diverses altérations du temps. Or, comment estimer la résistance sismique d’un pont construit des années auparavant, par exemple, si l’on ne tient pas compte de la dégradation des matériaux ?

Le jumeau numérique, bien plus qu’un double virtuel

C’est pour ne plus contourner cette difficulté par une série d’approximations qu’est né le concept de jumeau numérique. Grâce aux progrès des capteurs et de la connectivité, on peut recueillir en permanence quantités de paramètres décrivant le fonctionnement du produit et son environnement. Transmises au modèle virtuel, ces informations permettent de « vieillir » artificiellement ce dernier, qui reste ainsi continuellement identique à son frère matériel. Et lorsque celui-ci fait l’objet d’une mise à jour, d’un ajout ou d’une réparation, on veille à effectuer virtuellement la même opération sur son jumeau. De cette manière, les simulations pourront prédire avec une justesse sans précédent le comportement réel et, tout particulièrement, déceler des pannes imminentes.

Mais on peut encore aller plus loin… Limité par toutes sortes de contraintes de fabrication, l’objet n’est que rarement doté d’un cerveau performant. Au mieux, dispose-t-il, comme les voitures, d’un petit calculateur embarqué qui lui permet de prendre des décisions simples fondées sur quelques données immédiates. Son double virtuel, en revanche, n’est pas soumis aux mêmes contingences. Il peut conserver un long historique de ses propres données auquel il a la possibilité d’ajouter des informations extérieures : banques de données techniques, prévisions météo, commentaires des clients… Et pour analyser tout cela, il peut aisément se connecter à de puissants ordinateurs, capables, grâce à l’intelligence artificielle, d’apprendre de son passé, de prédire son avenir et de faire pour lui les meilleurs choix. En d’autres termes, le jumeau numérique dispose de toute l’intelligence qui fait défaut à son frère. Et, puisqu’ils sont en tous points identiques, il peut lui en faire bénéficier en lui communiquant tout simplement le résultat de ses cogitations.

Apprentissage, anticipation, adaptation, assistance

Grâce au jumeau numérique, les objets pourront ainsi devenir réellement « intelligents ». L’échange constant d’informations – remontées du terrain dans un sens, résultat des algorithmes dans l’autre – démultipliera leurs facultés. L’apprentissage, car le jumeau saura identifier les usages les plus efficaces ou les plus sûrs, et les inculquer à son double matériel. L’anticipation, car l’objet, prévenu par son jumeau, sera incité à agir en conséquence (se garer prudemment sur le bas-côté en cas de surpression ou de dégradation anormale des pneus, par exemple). L’adaptation, qui prendra un essor considérable lorsque se généraliseront des matériaux capables de se régénérer ou de se reconfigurer. L’assistance, enfin, car l’objet aidera son utilisateur humain, que ce soit l’opérateur d’une machine-outil ou le conducteur d’un véhicule, en lui transmettant aussitôt les informations fournies par son jumeau.

Bien entendu, un jumeau numérique parfait est un idéal aujourd’hui hors d’atteinte. Il est impossible de capter et de modéliser de façon exhaustive et à chaque instant toutes les interactions du monde réel jusqu’au niveau le plus élémentaire de la matière. Mais les avancées sont telles que les deux frères se ressemblent déjà comme deux gouttes d’eau. Ils se poussent mutuellement, apprennent l’un de l’autre, et nous sommes tout proches du moment où, unissant leur matérialité et leur intelligence respectives, ils démontreront l’étendue des extraordinaires possibilités de leur tandem.