Digital twin - jumeau numérique : qu'est-ce que c'est ?

Dans le film ApolloApollo 13, avec Tom Hanks, le réalisateur Ron Howard a relaté les péripéties d'une mission d'exploration spaciale qui s'est fort mal déroulée. Ce que l'on sait moins, c'est que la NASANASA avait réalisé une simulation du véritable vaisseau. En intégrant les données recueillies de la fuséefusée SaturneSaturne V dans cette simulation, la NASA a ainsi pu développer une solution permettant aux astronautesastronautes de revenir sur Terre sain et saufs. Cette simulation était une sorte d'ancêtre de ce que l'on appelle aujourd'hui un digital twin ou jumeau numériquejumeau numérique.

Envie d'en apprendre plus sur le jumeau numérique ? Laurent Coste et Dr Alain Toledano vous disent tout dans cette interview ! © Futura

Une copie numérique d’un élément du réel

Un digital twin est un re-création virtuelle (numérique) d'un élément du monde réel. Cette copie se présente sous la forme d'un certain nombre de modèles mathématiques qui simulent au plus près le comportement d'un système physiquephysique : véhicule autopiloté, drone, ferme solaire, bâtiment ou pont doté de capteurscapteurs... Ces copies sont alimentées en permanence par des données du monde réel, mais peuvent servir à des simulations. Un point important est ce que ces modèles sont personnalisés : deux véhicules autopilotés auront chacun leur digital twin distinct.

Certains envisagent de créer des jumeaux numériques de phénomènes comme les tsunamistsunamis. Ou bien encore de pouvoir disposer d'une copie d'une ville comme Toulouse ou Bruxelles. A terme, on pourrait même établir un digital twin de la planète Terre.

Le principe du digital twin

Le principe est de combiner des données issues de capteurs divers avec des modèles mathématiques comme avec le machine learning et le deep learning, tout en intégrant des informations propres à l'environnement dans lequel l'élément physique évolue.

Un outil de prédiction

Quel est l'intérêt de disposer de jumeaux numériques ? Il réside dans la possibilité de prédire ce qui peut se passer dans le monde physique, à partir des tests réalisés sur le jumeau numérique. Ainsi, on peut vouloir prévoir quel serait le comportement d'un avion dans une situation de ventsvents glaciaux d'une certaine force. Les informations recueillies par le digital twin serviront alors à trouver des solutions pratiques dans le monde réel.

Avec la multiplications des applicationsapplications telles que Santé sur iPhone, les bracelets Fitbit et autres objets analysant nos performances physiques, il va devenir possible à tout un chacun d'avoir un jumeau numérique permettant à des membres de la profession médicale d'anticiper des problèmes de santé.

Les technologies liées au digital twin ont démarré lentement car les modèles mathématiques impliqués requièrent une puissance de calcul titanesque, et donc des super-ordinateurs. L’informatique quantique pourrait également représenter une solution exploitable pour de tels modèles.