Le jumeau numérique : un accélérateur dans la lutte contre le COVID-19

Face à la pandémie de COVID-19, le monde attend un vaccin efficace comme seul moyen durable de prévenir la maladie. La tâche est titanesque, et malgré les efforts inédits des laboratoires et des Etats, les scientifiques ne s’attendent pas à pouvoir distribuer un vaccin avant 2021. Dans ce contexte, les innovations qui peuvent accélérer les processus de fabrication sont bienvenues – c’est le cas du jumeau numérique.

Accélérer la production de médicaments

Les équipes de recherche du monde entier sont soumises à une pression énorme pour accélérer la recherche, le développement et la mise sur le marché d'un nouveau vaccin. Dans le même temps, il ne doit y avoir aucun compromis sur sa qualité et sa fiabilité. Nous avons déjà vu que certaines technologies comme la simulation numérique ou le supercalcul peuvent aider les scientifiques à mieux comprendre la molécule du virus et le mécanisme d’infection. Une fois qu'un vaccin aura été découvert et développé, c’est le processus de fabrication qu’il faudra optimiser pour livrer au plus vite les pays du monde entier.

En équipant les étapes de fabrication des vaccins de capteurs en ligne (IoT), il est possible de collecter des données qui, combinées avec des modèles physiques, chimiques et biologiques, permettent de concevoir un jumeau numérique de l’ensemble du processus de production de vaccins. Ce jumeau virtuel fonctionne comme une réplique « live » de tous les processus réels, ce qui permet aux industriels de simuler des modifications à différentes étapes du processus de fabrication et d’en vérifier les impacts pour les valider. Pour s’imaginer un jumeau numérique, on peut prendre l’exemple de son lointain cousin grand public : le « ghost » qui suit le joueur dans chaque nouveau tour de piste dans Mario Kart, indiquant les performances du tour précédent par rapport au jeu en cours.

Accélérer la mise sur le marché de produits plus fiables

En matière de R&D, la simulation permet de tester et d'optimiser de nouveaux procédés sans perdre trop d’argent ni trop de temps. « Quand vous produisez un vaccin, vous devez surveiller la manière dont les différents composants réagissent ensemble afin de vérifier sa qualité. Si vous n’utilisez pas un jumeau numérique, vous lancez la production et vous devez attendre plusieurs semaines pour obtenir les premiers résultats », explique Niels Thomsen, Global Head of the IoT & AI practice chez Atos, dans Le Mag IT. « Avec un jumeau numérique, vous pouvez analyser en temps réel les interactions entre les substances chimiques et ajuster la pression, la température, la vitesse d’injection, etc. » Contrôler la qualité et procéder à des adaptations en cours de production permet donc de réduire drastiquement les déchets et d'accélérer la mise sur le marché d’un produit fiable.

Grâce aux toutes dernières techniques d’intelligence artificielle et de machine learning, il est même possible de produire des modèles prescriptifs qui génèrent de nouvelles connaissances sur toute l’échelle de la production du vaccin. « Nous développons un modèle algorithmique du vaccin et du mélange parfait des substances, puis nous observons les déviations entre la simulation et la réalité afin d’indiquer à la production les changements à effectuer, » continue Niels Thomsen. A partir de là, soit les scientifiques modifient la chaîne de production, soit la machine elle-même peut adapter son propre comportement.

Le jumeau numérique est l'une des nombreuses innovations passionnantes du travail actuel des sociétés pharmaceutiques, et l’un des nombreux exemples des technologies numériques qui essaient de soutenir les efforts dans la lutte contre la pandémie.

Pour en savoir plus, consultez le communiqué « Atos et Siemens introduisent la solution Digital Twin auprès de l’industrie pharmaceutique » ici