Vous noterez que dans notre communication nous utilisons préférentiellement le terme « double numérique » plutôt que jumeau numérique de bâtiment. C’est bien une volonté de notre part, j’y tiens absolument et je vous explique pourquoi.
Le terme de jumeau numérique (ou digital twin en anglais) est apparu dans les années 70 dans le monde industriel à l’époque où les premiers ordinateurs faisaient leur entrée dans les bureaux d’études. Les premiers jumeaux numériques, copies fidèles de processus ou d’équipements, avaient surtout été produits afin de réaliser des crash-tests non destructifs car détruire de véritables véhicules ou aéronefs finissait par coûter cher !
Assez vite, le concept de jumeau numérique s’est étendu à d’autres domaines comme les chaînes de production où la mise en œuvre et les tests « classiques » conduisaient à perdre de la matière, endommager des équipements ou encore gâcher des emballages.
Ce jumeau numérique, réplique virtuelle d'un objet physique, d'un système ou d'un processus est avant tout un modèle numérique qui simule le comportement, la performance et les caractéristiques de son homologue réel. Afin d’avoir un jumeau numérique exploitable, la simple description statique ou géométrique ne suffit donc pas pour en simuler le comportement. Une approche dynamique basée sur une description riche de sa structure et de son environnement est nécessaire pour prévoir la réaction du modèle à un stimulus ou à la variation d’une grandeur en particulier.
Si nous en revenons à notre cœur de métier, le jumeau numérique d’un bâtiment est la version la plus avancée du modèle digital qui représente non pas seulement sa forme géométrique ou sa structure, mais permet de décrire tout ou partie de son fonctionnement ou la manière dont le bâtiment va réagir à certaines sollicitations ou stimulations. Voici quelques exemples de stimulations et les grandeurs ou sujets étudiés dans le bâtiment :
- Production de chaleur ou de froid ↔ inertie thermique, propagation de la chaleur, ponts thermiques
- L’ensoleillement ↔ températures des surfaces, exposition au rayonnement UV, apport de lumière
- La fréquentation ↔ taux d’occupation, qualité de l’air, niveau sonore, apport de chaleur
- L’activité ↔ charge d’exploitation sur les dalles, vibrations, propagation du son, des poussières, des composés volatils ou pathogènes
- Les réseaux radio ↔ couverture, cartographie de puissance des signaux radio, débit, interférences
Le jumeau numérique étend le double numérique pour en faire un modèle dynamique plus conforme à la réalité, avec plusieurs niveaux que l’on pourrait décrire ainsi :
- Niveau 0 (le double numérique) : modèle spatialement fidèle mais inerte et peu documenté
- Niveau 1 (le double numérique étendu) : modèle inerte documenté uniquement pour l’usage visé
- Niveau 2 (le jumeau numérique) : modèle dynamique finement décrit et documenté s’appuyant sur des données réelles mesurées en temps réel ou archivées
Les cas d’usage auront besoin de s’appuyer sur un modèle plus ou moins riche selon leur finalité, par exemple, un double numérique de niveau 0 pourra suffire à un projet d’extension simple d’un bâtiment là où une rénovation thermique nécessitera à minima un niveau 1.
En conclusion, en restant dans notre domaine du bâtiment, les deux, double et jumeau numériques, sont des répliques digitales et pourtant, fondamentalement, plusieurs éléments les différencient. L’un, bien qu’étant une représentation fidèle de la réalité au sens spatial reste inerte, peu documenté, là où le jumeau numérique intègre un niveau de description plus élevé et peut aller jusqu’à la modélisation dynamique de son fonctionnement.
Alors double ou jumeau numérique de bâtiment ? La réponse est clairement dans l’usage qui sera fait des données spatiales.
