Jumeau numérique dans le bâtiment : Une révolution technologique 

Le jumeau numérique, ou digital twin, est désormais au cœur des stratégies d’innovation dans le domaine du bâtiment. Cette technologie, intégrée à des solutions IoT, crée une réplique virtuelle précise des structures, des processus de construction et des systèmes, permettant une collecte, une analyse et une simulation efficaces des données en temps réel.

Le jumeau numérique offre des opportunités d’optimisation des opérations, d’amélioration continue des performances et de personnalisation des processus de construction, jouant un rôle essentiel dans la digitalisation du secteur.

Définition du jumeau numérique dans le bâtiment

Un jumeau numérique est une représentation virtuelle d’un objet, d’un système, d’un processus ou d’un service, conçu pour simuler, analyser et optimiser son homologue physique. Cette technologie, intégrée à une plateforme IoT (Internet of Things – Internet des objets), collecte des données en temps réel via des capteurs installés dans les bâtiments pour les rendre intelligentes et créer un modèle dynamique reflétant l’état actuel du bâti.

Les jumeaux numériques permettent de mieux comprendre et gérer les projets de construction, de la conception à la maintenance prédictive, en passant par l’optimisation des processus et l’amélioration de la qualité de construction.

Comment fonctionnent les jumeaux numériques dans le bâtiment ?

Les jumeaux numériques sont au cœur de la construction 4.0. Ils exploitent la synergie entre les données générées par les capteurs IoT et les répliques virtuelles des bâtiments créés au sein des plateformes IoT. Les informations envoyées par les capteurs sont stockées, traitées et analysées au sein d’une plateforme, qui les utilise pour créer une reproduction numérique précise des bâtiments ou des systèmes analysés.

Les algorithmes avancés permettent aux jumeaux numériques de simuler les comportements futurs, d’explorer des scénarios complexes et de suggérer des améliorations.

Les étapes clés du fonctionnement des jumeaux numériques dans le bâtiment comprennent :

• La collecte de données : des capteurs installés sur les bâtiments recueillent des données en temps réel sur leur état, leur performance, leur fonctionnement et leur environnement: consommation énergétique, vieillissement des équipements et des matériaux, usure des éléments mobiles, état des fissures…
• La transmission et le stockage des données : les données sont envoyées dans une plateforme pour être stockées, traitées et analysées
• La création du jumeau numérique : à partir de ces données, une réplique virtuelle du bâtiment est créée numériquement dans la plateforme, reproduisant son comportement et ses caractéristiques.
• L’analyse et simulation : le jumeau numérique permet de simuler des scénarios, d’analyser les performances potentielles, de prédire les conditions futures et les défaillances éventuelles.
• La prise de décision et l’action : les informations obtenues peuvent être utilisées pour prendre des décisions, telles que l’ajustement des paramètres de construction, la planification de la maintenance préventive ou l’amélioration des performances.

Les jumeaux numériques facilitent la compréhension et permettent une meilleure gestion et optimisation des projets de construction grâce à l’analyse des données en temps réel et à la prédiction.

Comment le jumeau numérique dans le bâtiment améliore la maintenance ?

Le jumeau numérique révolutionne la maintenance des bâtiments en permettant une approche prédictive plutôt que réactive. En fournissant une analyse en temps réel de l’état des bâtiments, il anticipe les défaillances, garantissant ainsi leur bon fonctionnement.

Les données collectées par les capteurs IoT alimentent le jumeau numérique, qui utilise des algorithmes avancés pour simuler des scénarios et identifier les pannes. Cela permet d’optimiser les plans de maintenance, de réduire les temps d’arrêt imprévus et de prolonger la durée de vie des bâtiments.

Ainsi, les propriétaires ou gestionnaires de patrimoine immobilier bénéficient d’une efficacité accrue, d’une réduction des coûts de maintenance et d’une amélioration globale de la qualité de construction.

Quelles sont les applications du jumeau numérique dans le bâtiment ?

Le jumeau numérique redéfinit les pratiques traditionnelles de conception, de construction et de gestion des projets dans le secteur de l’immobilier et du BTP. Voici quelques exemples d’applications : 

• Conception des projets : test et validation des conceptions dans un environnement virtuel, réduisant le besoin de prototypes physiques coûteux.
• Optimisation des processus : simulation des processus de construction pour identifier les inefficacités et optimiser l’utilisation des ressources.
• Satisfaction des clients : anticipation des besoins et personnalisation des offres pour améliorer l’expérience client.
• Gestion de la chaîne d’approvisionnement : visualisation et analyse de la chaîne d’approvisionnement en temps réel pour une réaction rapide face aux imprévus.
• Gestion de la performance : surveillance continue de la performance des bâtiments pour détecter et corriger rapidement les dysfonctionnements.
• Maintenance prédictive : anticipation des pannes et planification de la maintenance pour réduire les temps d’arrêt.

Le jumeau numérique offre une approche améliorée de la conception, de l’efficacité opérationnelle, de la qualité et de l’expérience client, tout en favorisant l’innovation et la croissance durable.

Quels sont les défis du jumeau numérique dans le bâtiment ?

Bien que les jumeaux numériques ouvrent une nouvelle voie d’exploration dans la conception de projets de construction, leur mise en œuvre présente également des défis. Voici quelques points de vigilance pour maximiser leur potentiel :

• Infrastructure IoT : besoin d’infrastructures sophistiquées pour la collecte et l’intégration de données en temps réel, soulevant des questions de coût et de complexité technique.
• Gestion des données : difficulté de gérer d’énormes volumes de données et nécessité de capacités avancées d’analyse et de stockage.
• Interopérabilité : défi de l’interopérabilité entre différents systèmes et technologies.
• Compétences spécialisées : besoin de compétences spécialisées pour la conception, la gestion et l’exploitation des jumeaux numériques.
• Mesure du ROI : complexité de mesurer le retour sur investissement des jumeaux numériques, souvent perçu à long terme.

Au-delà de ces problématiques techniques liées au stockage et l’exploitation de la donnée, il reste toujours le sujet épineux de la propriété de la donnée dans un secteur multi-acteurs du BTP. L’apparition du BIM avait déjà introduit ces problématiques de propriété de la donnée sur des objets multipropriétaires. Le jumeau numérique agrège encore d’autres couches d’acteurs sur l’usage du bâtiment qui complexifie encore cette problématique non résolue à ce jour.

En résumé

Les jumeaux numériques représentent une avancée majeure pour le secteur de l’immobilier et du BTP, offrant une “fusion” entre le monde physique et numérique grâce à l’IoT. En fournissant une réplique virtuelle des bâtiments, les digital twin permettent une optimisation des processus de construction et une maintenance proactive des bâtiments, qui concourent à améliorer leur efficacité et leur compétitivité.