Les usages des jumeaux numériques se multiplient et se diversifient à tous les secteurs industriels et pour toutes les phases du cycle de vie de l’entité d’intérêt considérée. Cette multitude de point de vue ainsi que les langages de description différents et les différents objectifs visés sont nécessaires aux utilisateurs dans leurs objectifs opérationnel quotidien. Cependant, il est complexe de déterminer les plus-values des Jumeaux Numériques par rapport à l’usage classique de représentation 3D, de modélisation & de simulation, de système cyber physique, …, qui déjà seul amène des éléments indispensables à répondre aux exigences d’excellences opérationnelles de systèmes industriels. La présentation tentera de proposer des fondamentaux d’une cartographie des usages contribuant à une meilleure compréhension de la maturité des plus-values de l’usage des Jumeaux Numériques.

Pascal Hubert, PhD., a commencé sa carrière en tant que chercheur à Polytechnique de Turin. Il a occupé ensuite le poste d’ingénieur de recherche au laboratoire de planétologie de Grenoble avant de devenir Consultant en Innovation chez Assystem. Puis successivement au sein de différentes directions de Safran il a été Chef de Projet Électronique et Système, Responsable Méthodes et Outils, et Responsable d’un Pôle de Solutions dédiées à l’Ingénierie. Il a ensuite rejoint AFNeT Services en tant que Directeur Programme, se consacrant principalement aux domaines de l’ingénierie systèmes et des jumeaux numériques du programme ATLAS. Il est maintenant Directeur Recherche & Développement au sein d‘AFNeT Services.

Le Grand Port Maritime de Dunkerque (GPMD) est le 9ème port du range nord-européen et le 3ème port français. Il s’illustre sur de nombreux segments : 1er port d’importation de fruits et légumes en conteneurs ; 1er port français d’importation de minerais et de charbon ; 1er port ferroviaire français ; 3ème port céréalier français. Pour faire face à la forte montée en puissance de ses activités containers prévue dans les 10 prochaines années, le GPMD s’est doté d’un plan ambitieux de renforcement de ses installations portuaires et logistiques. La mission confiée à Systemic Intelligence dans ce contexte était de réaliser un prototype de jumeau numérique systémique permettant d’aider le GPMD à évaluer la cohérence des projets industriels de ce plan avec les prévisions de croissance du trafic ainsi que leurs impacts sociaux-économiques et environnementaux. Cette intervention sera l’occasion de revenir sur les grandes étapes de cette collaboration : de la caractérisation du problème à résoudre jusqu’à la présentation de quelques cas d’études.

Augustin CURLIER est le directeur des projets de Systemic Intelligence, startup développant WorldLab – une solution permettant de produire des jumeaux numériques systémiques à partir d’une spécification de haut niveau conçue dans un langage de modélisation formel. Ingénieur Arts et Métiers ParisTech et GeorgiaTech, il possède une expérience de plus de dix ans dans le développement et l’architecture de systèmes industriels complexes et innovants (SAFRAN, THALES, CESAMES) et est l’auteur d’une trentaine de brevets d’invention.

Pascal CALOONE occupe le poste de Chef du département Informatique et Réseaux du GPMD depuis 2012 et gère à ce titre toute l’informatique du port de dunkerque. Il a occupé le poste d’informaticien à bord des SNLE (Sous-marin Nucléaire Lanceur d’Engins) durant 17 années et tenu le poste de chef de projet chez Airbus Defense & Space pendant 5 années avant d’intégrer le port de Dunkerque.

Le Jumeau Numérique contribue déjà à la performance de SNCF Réseau. Bien au-delà de la constitution d’un Avatar 3D du réseau ferroviaire il propose un ensemble d’outils digitaux et de services qui permettent de connaitre l’état actuel du réseau, d’en optimiser les opérations et de piloter les investissements futurs. Il permet des sauts de performance pour maintenir un haut niveau d’excellence opérationnelle tout en rationalisation les dépenses associées.

Flavien Viguier : Ingénieur géomètre topographe, Flavien Viguier intègre le groupe SNCF en 2006 afin d’explorer puis de déployer les outils et méthodes de mesures 3D (LiDAR, photogrammétrie) pour les besoins des projets, de l’exploitation et de la maintenance du réseau ferré national. En 2012, il se lance dans l’étude de l’utilisation des drones pour SNCF Réseau et cofonde Altametris (filiale détenue à 100% par SNCF Réseau) en 2017. En 2022, il intègre la Direction Générale Industrielle et Ingénierie de SNCF Réseau ou il prend en charge un service qui développe des outils de datascience (lois de vieillissement, Deep learning et machine learning, …) ou d’analyses 3D au service du mainteneur. Dans ce nouveau poste il assure également le rôle de copilote du déploiement du Jumeau Numérique pour SNCF Réseau. Membre du réseau des experts scientifique et technique SNCF Synapses depuis près de 10 ans il est également rédacteur en chef adjoint de la revue XYZ publiée par l’Association Francophone de Topographie.

Bruno Landès : Docteur en Géologie, Bruno Landès intègre le groupe SNCF en 1998 pour assurer les études et le suivi des travaux des Lignes à Grande Vitesse sur le réseau ferré national. En 2007, il prend en charge le service de topographie ou il impulse le développement des outils et méthodes de mesures 3D pour les besoins des projets, de la maintenance et de l’exploitation du réseau ferré français. En 2018, il pose les premières bases du concept de Jumeau Numérique pour SNCF Réseau pour ensuite assurer le copilotage du déploiement industriel de services Jumeau Numérique au service de l’ensemble des acteurs du système ferroviaire.

Les ambitieux objectifs de production d’énergie renouvelable pousse l’industrie à considérer des éoliennes plus grandes (au-delà de 15MW par turbine), à se tourner vers des eaux plus profondes (et donc vers des systèmes flottants), et à densifier les parcs. Ces changements entrainent de nouvelles questions sur la conception des systèmes, leur comportement sous différents types de contraintes environnementales, et la fatigue de leurs composants. Le jumeau numérique doit être capable de prendre en compte de nombreux phénomènes (multi-physique), permettre d’adapter la précision avec laquelle ces phénomènes physiques sont représentés (multi-fidélité), et pouvoir représenter une turbine seule jusqu’à plusieurs fermes éoliennes en interactions (multi-échelle). Cette présentation décrit les problématiques et le travail réalisé à TotalEnergies OneTech R&D pour la modélisation et simulation numérique de systèmes éoliens.

Tristan de Lataillade a travaillé dans le domaine de la modélisation numérique et de l’énergie renouvelable pendant un peu plus de 10 ans. Après un MSc suivi d’une expérience de recherche portant sur l’énergie marine à City University of Hong Kong, il a poursuivi une thèse de doctorat (EngD) à The University of Edinburgh sur l’intéraction fluide-structure appliquée aux énergies renouvelables offshore. Il a par la suite continué à travailler dans le domaine de la mécanique des fluides numérique et du développement logiciel scientifique, notamment à HR Wallingford et à l’U.S. Army ERDC (Engineer Research and Development Center). Depuis janvier 2022, Tristan a rejoint TotalEnergies OneTech R&D en tant que chercheur dans la plateforme numérique pour la simulation de systèmes éoliens onshore, offshore, et flottants.

L’exploitation sécurisée des données des systèmes industriels est au cœur de l’industrie du futur et de l’entreprise étendue. Elle a pour objectif d’accroître l’efficience opérationnelle des systèmes industriels de toute la chaine logistique. Il n’existe pas encore de standard pour la collecte de ces données et chaque cas applicatif se dote de son propre cadre, ce qui complique grandement le passage à l’échelle de ce type d’application. Le jumeau numérique, visant à répliquer numériquement les systèmes industriels, offre une formidable opportunité de faire émerger un standard pour l’interfaçage des données, pilier essentiel pour le déploiement massif de l’industrie du futur. C’est l’ambition affichée par le programme JNI porté par SystemX et qui se veut structurant pour l’ensemble des filières industrielles.

Abdelkrim Doufeneest le Directeur Stratégie et Programmes de l’IRT SystemX. Avant de rejoindre SystemX, Abdelkrim Doufene a été chercheur au Massachusetts Institute of Technology (MIT). et ingénieur de recherche au département R&D de Renault. Abdelkrim Doufene est titulaire d’un doctorat en informatique de l’École polytechnique, du programme doctoral en management des entreprises de l’ENPC School of International Management. Il est aussi titulaire d’un master en systèmes d’informations et de décision de l’Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne, de l’ESSEC et du CNAM, et d’un diplôme d’ingénieur en informatique de l’Ecole supérieure d’Informatique.

Nos systèmes techniques et sociotechniques sont de plus en plus complexes et font face à des environnements de plus en plus incertains. Les jumeaux numériques systémiques sont un moyen d’évaluer cette complexité et cette incertitude afin de mieux les maîtriser, tant en phase de conception que durant les opérations. Ils s’appuient sur des modélisations comportementales des systèmes et des simulations informatiques permettant de calculer des indicateurs de performance. Les décideurs peuvent ensuite utiliser ces derniers pour définir les stratégies à mettre en œuvre.

Dans cet exposé, nous discuterons les aspects conceptuels et techniques de ces modélisations comportementales. Nous présenterons en particulier la technologie Sigma/WorldLab.

Le professeur Antoine B. Rauzy travaille actuellement à l’Université norvégienne des sciences et technologies (Trondheim, Norvège).

Au cours de sa carrière, il a fait des allers-retours entre du monde universitaire et l’industrie, étant notamment chercheur au CNRS, professeur associé des Universités de Bordeaux et de Marseille, professeur à l’Ecole Polytechnique et à CentraleSupélec, PDG de la start-up ARBoost Technologies, directeur du Département R&D d’Ingénierie Systèmes chez Dassault Systèmes (premier éditeur de logiciels français) et directeur scientifique de Systemic Intelligence.

Le professeur Rauzy a obtenu son doctorat en 1989 et son habilitation à diriger des recherches en 1996, tous deux en informatique. Il travaille sur l’ingénierie de fiabilité depuis plus de 30 ans et sur l’ingénierie des systèmes depuis plus de 10 ans.

Il a publié plus de 200 articles dans des revues et conférences internationales. Il fait partie des conseils consultatifs de plusieurs conférences et revues internationales et est régulièrement invité à animer des séminaires et des conférences.

Il a renouvelé les fondements mathématiques et conçu les algorithmes les plus efficaces connus à ce jour pour l’évaluation probabiliste des risques. Il est également le principal concepteur du langage AltaRica et a proposé des concepts de pointe pour l’ingénierie des systèmes basée sur des modèles.

Il a développé des logiciels d’évaluation probabilistes des risques qui sont utilisés quotidiennement dans l’industrie et qui sont reconnus comme les meilleurs outils de leur catégorie.

Le professeur Rauzy enseigne les méthodes de programmation avancées, l’ingénierie des systèmes basée sur des modèles et l’ingénierie de la fiabilité. Il a dirigé de nombreux mémoires de maîtrise, une vingtaine de thèses de doctorat et plusieurs études postdoctorales.

Il a géré de nombreuses collaborations entre le monde universitaire et l’industrie, en Europe, aux Etats-Unis et au Japon.

Au coeur des technologies numériques de l’industrie du futur, le Jumeau Numérique, occupe une place centrale, au carrefour des systèmes IoT, de l’analyse de données, de l’IA, de la modélisation et de la simulation, de l’optimisation et de l’automatisation.

Benoit Combemale (https://people.irisa.fr/Benoit.Combemale) est Professeur des Universités en science et ingénierie du logiciel et des systèmes complexes à l’Université de Rennes. Il co-anime l’équipe de recherche DiverSE associée aux laboratoires IRISA et Inria. Il est également chercheur associé dans l’équipe SM@RT du laboratoire IRIT à Toulouse. Benoit Combemale s’intéresse à l’ingénierie dirigée par les modèles de systèmes complexes à des fins de simulation, d’exploration de l’espace de conception, et d’analyse de compromis. Il s’intéresse également à la conception et au développement de langages de modélisation outillés, et à la validation et vérification du logiciel. Ses travaux s’appliquent plus particulièrement dans les domaines des systèmes cyber-physiques intelligents, de l’Internet des objets, et du calcul scientifique. Benoit Combemale a co-écrit 3 livres et plus de 150 publications dans des revues et des conférences dans les domaines de l’ingénierie du logiciel et des systèmes complexes. Il a également édité 2 livres et plusieurs numéros spéciaux dans des revues scientifiques. Il est rédacteur en chef du journal international Software and Systems Modeling (SoSyM) publié par Springer-Nature, un des principaux journal scientifique sur le domaine de la modélisation du logiciel et des systèmes. Il est également membre des comités de pilotage des conférences internationale MODELS (sur l’ingénierie dirigée par les modèles), SLE (sur l’ingénierie des langages) et ICT4S (sur le lien entre numérique et soutenabilité). Benoit Combemale a coordonné et participé à de nombreux projets de recherche collaboratifs, soit directement avec l’industrie soit dans le cadre de projets financés par l’Union européenne ou le gouvernement français. Il est également membre fondateur de l’initiative GEMOC, un effort international hébergé par la fondation open source Eclipse et visant à développer des techniques et environnements pour faciliter la création, l’intégration et le traitement automatisé de langages de modélisation hétérogènes.

Au cours des dernières années, les innovations technologiques en informatique ont fait naitre de nouveaux espoirs. Le post-traitement par ordinateur des images médicales permet d’obtenir une modélisation 3D (voire 4D) précise des structures anatomiques et pathologiques contenues dans ces images. C’est ce jumeau numérique que fourni le laboratoire d’analyse Visible Patient en utilisant des algorithmes d’Intelligence Artificielle à partir d’images TDM ou IRM, unique solution prise en charge à 100% par de nombreuses mutuelles et assurances santé en France. Avec le développement des technologies de la réalité virtuelle et de la réalité mixte ou augmentée, ces modélisations 3D de l’anatomo-pathologie des patients peuvent aller encore plus loin dans l’assistance à la compréhension des variations anatomiques présentes chez un patient et dans l’assistance au geste opératoire. Elles offrent d’incroyables bénéfices qui ne sont que le début d’une nouvelle aire de la médecine assistée par ordinateur que nous illustrerons durant la présentation. Si son usage permet de sauver des vies, l’utilisation de l’Intelligence Artificielle nécessite la prise de conscience de problèmes éthiques et réglementaires auxquels il est nécessaire de répondre. A la juste peur d’un système totalement autonome et incontrôlable, il est possible d’apporter des solutions et garde-fous permettant d’utiliser ce que l’Intelligence Artificielle peut nous apporter de meilleur, en réduisant au minimum les risques.

Le concept de jumeau numérique est au cœur des développements visant à renforcer la prédictivité des modèles en se nourrissant de données du terrain. Comment ce concept peut-il être transféré au domaine de la mécanique des structures, où la confiance dans les modèles joue un rôle clé dans leur remplacement des essais physiques et permettre un développement plus rapide et moins coûteux ? Cette présentation s’attachera à identifier les grands cas d’usages en mécanique des structures, et expliquer la stratégie de développement d’EikoSim en la matière

La mise en œuvre d’un jumeau numérique de système complexe est un défi technique en matière de gestion de la complexité du code, et un enjeu de transformation pour se déployer au sein des organisations : comment adresser ses deux défis ?

Après avoir consacré plus de 25 ans de sa carrière à SAFRAN, où il a travaillé sur la conception de moteurs de fusée et d’avion, le développement d’outils, de méthodes et la mise en place de processus innovants, Guy De Spiegeleer a fondé twiinIT en 2022 avec son associé, Adrien Delsalle. Leur objectif est d’accompagner les acteurs de l’industrie aéronautique dans leur quête d’une aviation plus durable et respectueuse de l’environnement. Pour ce faire, ils proposent la méthodologie et les outils pour mettre en oeuvre un jumeau numérique massivement multidimensionnel, interactif, collaboratif et modulaire.
Guy De Spiegeleer est titulaire d’un doctorat en mécanique et d’un diplôme d’ingénieur de l’École Polytechnique.