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[TRIBUNE] Le jumeau numérique, clef de la digitalisation du secteur de la construction

Smart building

Le secteur de la construction est au cœur de la transition écologique. Il est aussi, depuis quelques années, traversé par de profonds bouleversements liés à la digitalisation. Deux dynamiques qui se répondent avec le jumeau numérique, une innovation émergente qui permet d’accompagner les bâtiments et les ouvrages dans un cycle de vie plus durable et sécurisé.

 

Avis d'expert rédigé par Rani El Meouche, enseignant chercheur en topographie et géomatique et titulaire de la Chaire “ Jumeaux numériques de la construction et des infrastructures dans leur environnement” de l’ESTP (L'École spéciale des travaux publics, du bâtiment et de l'industrie). 

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Rani El Meouche (crédit photo ESTP)

Premier consommateur d’énergie devant les transports, le secteur de la construction est aussi le plus gros émetteur de CO2 en France. La transition énergétique des bâtiments est donc un enjeu crucial pour les prochaines années et décennies. Des solutions comme les smart grids, qui permettent de gérer plus efficacement les réseaux énergétiques, se développent et sont aujourd’hui au cœur de cette mutation. Les jumeaux numériques sont une autre voie d’amélioration concrète. Réplique virtuelle d’un ouvrage réel, en exploitation, en réhabilitation ou à construire, le jumeau numérique permet d’accéder à une représentation complète du bâtiment, dans toutes ses dimensions.

 

Couvrir l’intégralité du cycle de vie d’un édifice

Complémentaire à la maquette numérique du bâtiment (le BIM, Building Information Modeling), le jumeau numérique permet de faire des simulations pour optimiser la construction dès la phase de conception d’un projet. Puis, lors du chantier, il permet également de contrôler chaque étape. Durant la phase d’exploitation d’un bâtiment, le jumeau numérique est ainsi un outil clé pour garantir, entre autres, une gestion efficace des flux énergétiques.

 

Les simulations numériques en temps réel permettent, quant à elles, d’alerter sur des dysfonctionnements ou dangers. Par exemple, en interagissant avec l’ouvrage, il devient possible d’effectivement décider et d’organiser au mieux son évacuation. Lors d’un incendie, le chemin le plus sûr – et non le plus court - sera ainsi privilégié pour sortir du bâtiment. Autres exemples concrets : le rôle d’un jumeau numérique dans la gestion automatique d’alerte sur un réseau ferroviaire, ou encore les risques industriels vus par un jumeau numérique sismique multi-physiques et multi-échelles en milieu géologique complexe.

 

En fin de vie du bâtiment, le jumeau numérique permet par ailleurs d’orienter les choix en évaluant les options : rénovation, recyclage ou reconstruction. L’intégralité du cycle de vie d’un édifice se trouve ainsi couvert.

 

Une transformation numérique en cours

La construction fait face à un raz-de-marée numérique. Cette mutation se déploie à travers le jumeau numérique, le BIM, l’intelligence artificielle, l’Open Data… Toutefois, par rapport aux domaines de l’industrie, du commerce ou de la finance notamment, le secteur accuse encore un léger retard. Un décalage qui s’explique par les impératifs du bâtiment : les solutions doivent être totalement abouties et rentables pour être appliquées.

 

Ceci dit, je suis convaincu que le jumeau numérique va rapidement se développer, car il répond à quatre enjeux majeurs. Tout d’abord, il vient en renfort pour piloter et suivre la décarbonation des constructions. Par ailleurs, il permet aux ouvrages de génie civil de gagner en performance, et assure la durabilité de l’objet construit. À grande échelle, enfin, le jumeau numérique constitue un levier efficace pour transformer la ville et la rendre plus respectueuse de l’environnement.

 

Cette transformation énergétique et écologique doit mobiliser tous les acteurs du secteur. Or, le jumeau numérique facilite l’interaction des différentes parties prenantes et ainsi, génère des gains de temps, d’efficacité et de sécurité. Autant de facteurs de performance qui intéressent les professionnels et les inciteront à exploiter cet outil.

 

D’autre part, pour faire face aux enjeux de l’industrialisation de la construction et de la construction hors-site, le jumeau numérique permettra d’intégrer et de coordonner à la fois les aspects techniques et organisationnels de la conception des plateformes constructives, les propositions architecturales, la fabrication industrielle robotisée, du montage sur site, mais aussi des chaînes d’approvisionnement et de la logistique de transport, sans oublier la gestion quotidienne des bâtiments et des quartiers ainsi réalisés. Autant de facteurs qui feront de cette innovation, dès demain, un pilier de l’urbanisme et de la construction durables.

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