La technologie du jumeau numérique et son importance pour la phase d’exploitation des bâtiments

Bien que le jumelage numérique ne soit pas nouveau, ce n’est qu’en 2017 que les jumeaux numériques sont devenus l’une des principales tendances technologiques stratégiques. La croissance de l’Internet des objets a été un facteur clé pour rendre les jumeaux numériques rentables, les transformant en l’un des domaines de changement les plus passionnants dans l’environnement bâti aujourd’hui. Alors, qu’est-ce qu’un jumeau numérique exactement ?

Un jumeau numérique est une réplique virtuelle d’un objet ou d’un système du monde réel tout au long de son cycle de vie. Dans l’espace du bâtiment, vous pouvez considérer les jumeaux numériques comme une évolution naturelle de la modélisation des informations du bâtiment (BIM), qui représente numériquement l’environnement « tel que construit ». Le BIM constitue le socle de la création d’un jumeau numérique immobilier.

Principalement en raison de l’explosion des données de capteurs en temps réel, les modèles BIM peuvent désormais devenir des jumeaux dynamiques et à jour qui imitent le comportement réel des bâtiments au cours de leur durée de vie. Cela ne se limite pas aux facteurs physiques mais s’étend à la modélisation de l’occupation et de l’utilisation, de l’expérience des occupants, de l’efficacité économique, de l’impact écologique et de la relation avec d’autres objets construits dans un système d’infrastructure. À mesure que les données augmentent en volume et en complexité, la science des données et l’IA deviennent de plus en plus importantes pour les connecter et les interpréter.

Différentes personnes veulent dire des choses différentes quand on parle de jumeaux numériques. En effet, les jumeaux numériques existent également sur une courbe de maturité : du basique à l’intelligent, à l’autonome. Examinons quelques cas d’utilisation et avantages clés à travers trois niveaux de sophistication.

1. The Basic Twin : une copie numérique détaillée

Dès les années 1960, la Nasa a créé des copies physiques d’engins spatiaux au niveau du sol pour faire correspondre les systèmes dans l’espace et pouvoir simuler et résoudre les problèmes à distance. Un jumeau numérique de base est similaire, mais aujourd’hui, ces copies sont virtuelles plutôt que physiques. Mis à jour au fil du temps, ils fournissent des données spatiales et patrimoniales fiables et accessibles à distance.

Ces jumeaux, souvent utilisés dans le cadre de la maintenance et de l’exploitation des bâtiments, améliorent la productivité et permettent de gagner du temps lors de la recherche d’informations clés. Ils améliorent la gouvernance des actifs, réduisent les coûts de défaillance et permettent une prise de décision mieux informée.

2. Smart Twin : mis à jour avec des entrées en temps réel

Selon les normes actuelles, le vrai jumeau numérique a une connexion (presque) en temps réel avec son jumeau physique. Les changements dans le jumeau physique se reflètent dans le modèle numérique, généralement par le biais d’une utilisation intensive d’appareils et de capteurs IoT. Cela améliore considérablement la réactivité, ce qui à son tour entraîne des améliorations de la productivité.

Ce type de jumeau met généralement davantage l’accent sur l’amélioration de l’environnement bâti pour ses utilisateurs. Tirant parti d’ensembles de données plus granulaires et plus riches pour l’analyse et les simulations, le jumeau intelligent permet d’optimiser l’expérience utilisateur, tout en améliorant l’efficacité énergétique et en réduisant les besoins en espace. Selon l’emplacement du bâtiment et le type de bail, cela peut représenter d’énormes économies pour les locataires.

Dans le monde post-pandémique, de nombreux employés de bureau ne retourneront pas à leur bureau à temps plein. Cela signifie que les entreprises auront besoin de moins de pieds carrés et que l’immobilier commercial devra se battre plus fort pour attirer et fidéliser les clients. Pour se vendre aux utilisateurs finaux et aux locataires (et ainsi générer de la valeur pour les investisseurs et les propriétaires), les bâtiments devront devenir plus réactifs. En tirant parti des données en direct d’un jumeau intelligent, ils peuvent se positionner favorablement sur un marché de plus en plus concurrentiel.

3. Jumeau autonome : effets bidirectionnels

Dans un jumeau autonome, le lien numérique-physique est bidirectionnel, ce qui signifie que le jumeau numérique peut produire des changements dans l’objet physique, ces changements s’enregistrant dans la copie virtuelle. Par exemple, le jumeau enregistre qu’un seuil de température est dépassé, il déclenche le système CVC, l’espace se refroidit, le modèle affiche des températures plus fraîches et le CVC est chargé de maintenir la température. Le jumeau numérique et son homologue physique fonctionnent de manière transparente pour garder le bâtiment confortable pour les occupants. Améliorés avec l’IA, les jumeaux bidirectionnels pourront générer des bâtiments entièrement autonomes offrant des conditions optimales à leurs occupants.

« Le fruit à portée de main pour les jumeaux numériques de l’immobilier pour le moment réside en grande partie dans la maintenance prédictive et l’efficacité énergétique », déclare Wouter Hartemink, CRO de Spacewell, une marque du groupe Nemetschek. « Au fil du temps, cependant, je pense que la valeur réelle des jumeaux numériques immobiliers sera d’améliorer l’expérience des occupants. »

Les jumeaux numériques autonomes – à l’aide d’algorithmes d’auto-apprentissage et d’une myriade de points de données – deviendront de plus en plus meilleurs pour prédire ce que veulent les occupants et automatiseront cette situation optimale par défaut. Des environnements personnalisés et des recommandations amélioreront encore l’expérience.

« Les entreprises technologiques telles que Google, Amazon et Spotify ont déjà appris que les produits personnalisés ont plus de succès que les produits génériques », ajoute Hartemink. « Avec le temps, les jumeaux numériques intelligents généreront également des expériences plus personnalisées dans les bâtiments. »

Les jumeaux numériques sont également susceptibles de devenir des atouts précieux à part entière. L’intelligence du cycle de vie du bâtiment des jumeaux numériques sera incroyablement utile aux propriétaires et exploitants de bâtiments, ainsi qu’aux architectes, planificateurs et entreprises de construction à d’autres étapes du cycle de vie du bâtiment. Par exemple, les données d’utilisation des bâtiments peuvent être utilisées par les concepteurs et les architectes pour améliorer leurs conceptions, en se basant sur la façon dont le bâtiment est utilisé au fil du temps (et non sur la façon dont ils imaginaient qu’il serait utilisé). Cela crée une boucle de rétroaction positive dans laquelle les meilleurs résultats peuvent être utilisés comme intrants pour la conception (paramétrique). Une plongée plus profonde est fournie par ce livre blanc Spacewell.

Alexandre Siegmund

Responsable Communication Corporate & RP

Nemetschek SE

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