Jumeau numérique, un puissant levier pour accélérer la transition vers une mobilité plus durable



Il n’y a plus de doute, le raz-de-marée numérique déferle sur le système de mobilité : intelligence artificielle, big data, smart mobility, IoT, MaaS, conduite autonome, … Autant de nouveaux concepts et technologies qui transforment dès à présent et pour les quelques décennies à venir, la réalité des déplacements des personnes et des biens.


Les exploitants d’infrastructures et de réseaux, les villes et métropoles, les autorités publiques sont confrontés à des problématiques complexes pour assurer la viabilité du service, maintenir, exploiter et faire évoluer le système de mobilité tout en répondant harmonieusement aux enjeux énergétiques, environnementaux et sociétaux.


La tâche n’est pas simple car il s’agit souvent de coordonner des intérêts différents et quelque fois contradictoires pour optimiser le système actuel mais aussi préparer le futur.


Alors, comment décider dans cette complexité ? Un champ nouveau s’ouvre dans le processus décisionnel grâce aux éclairages et à l’apport des jumeaux numériques.


Qu’est-ce qu’un jumeau numérique ?

Retour au début des années 2000, le Docteur Michael Grieves, alors enseignant à l’Université du Michigan pose les premiers concepts autour du jumeau numérique (« digital twin ») : espace réel, espace virtuel, lien pour un flux de données de l’espace réel vers l’espace virtuel, boucle de rétroaction informative depuis l’espace virtuel vers la réalité physique.


Bref, il s’agit de considérer qu’une représentation numérique d’une réalité physique, qu’il s’agisse d’un produit, d’un système, d’un process, ou d’une infrastructure, constitue un miroir virtuel qui peut être soumis aux mêmes contraintes, au même suivi, ou être utilisé pour simuler et effectuer des tests qu’il serait trop couteux ou complexe de déployer dans le monde réel.


Dans le champ de la mobilité, c’est l’intégration dans un environnement de travail collaboratif, d'une boite à outils complète combinant science de la donnée, visualisation cartographique, outils de modélisation (statique ou dynamique), algorithmes avancés de simulation dynamique des flux de déplacement (macroscopique, mésoscopique, microscopique,...) et tableaux de bord qui donne corps à un environnement virtuel contrôlé, véritable jumeau numérique de simulation.


Quels défis majeurs pour le système de mobilité ?

Les innovations et les nouvelles technologies déployées dans le domaine de la mobilité doivent contribuer aux 3 piliers du développement durable : exploitation du système de mobilité dans une logique décarbonée, en soutien à l’économie, et au service des usagers et citoyens.


La mobilité est à la croisée d’innovations technologiques, d’innovations servicielles, qui réinterrogent les métiers eux-mêmes. Et le tout se situe dans un système complexe où se mêlent aussi bien des déplacements de personnes et de marchandises. Les acteurs et parties prenantes sont très variés, État, collectivités, opérateurs privés et leurs décisions ont un impact fort sur le système.


Ceux qui conçoivent et exploitent les réseaux de transports doivent s’adapter aux grandes transitions que nous traversons. Et elles sont nombreuses dans le système de mobilité :


  • La transformation technologique : qui impacte le véhicule dans sa réalité matérielle, quelle que soit sa finalité, mobilité individuelle ou transport collectif, on peut notamment évoquer le véhicule autonome, les véhicules connectés et coopératifs ou encore l’électro-mobilité.


  • La transition vers de nouveaux services. Par exemple le covoiturage, qui nécessite d’adapter les infrastructures, mais aussi le métier de l’exploitant de l’infrastructure et de la gestion du trafic.


  • L’accélération des échanges et des activités, et on l’a bien vu dans la traversée de la crise sanitaire COVID, notamment avec l’intensification des flux de logistique urbaine générés par les activités e-commerce et de click and collect.


  • Les évolutions des comportements et le développement de nouveaux usages. On peut citer, entre autres, le développement de la micro-mobilité partagée ou le développement rapide du vélo en ville qui ont pour conséquence directe l’adaptation nécessaire des infrastructures de voirie laissant moins de place à la voiture et plus de place aux modes doux et actifs.


  • Et enfin, les enjeux climatiques et environnementaux : avec près de 40% des émissions de CO2, la part du transport est considérable. Et c’est sans compter sur les problématiques de pollution en ville de plus en plus prégnantes. Le travail pour décarboner la mobilité doit donc être un objectif prioritaire.


Les choix d’investissement et de stratégies d’exploitation dans le système de mobilité doivent donc être éclairés pour une allocation optimale des ressources répondant à la fois aux enjeux sociétaux et environnementaux.


C’est la raison pour laquelle, il y a un réel besoin pour des outils simples d’accès pour diagnostiquer, tester et évaluer des solutions, prévoir les nouvelles conditions, mesurer les impacts, enrichir le débat public, éclairer les décisions.


Quels bénéfices tirer du jumeau numérique dans les projets de mobilité ?

On comprend aisément l’intérêt de disposer d’un environnement virtuel contrôlé, quand il s’agit par exemple, de déployer de nouvelles mesures de gestion du trafic routier sur une infrastructure où circule plusieurs dizaines de milliers de véhicules par jour ou d’optimiser l’offre d’un réseau de transport collectif sur laquelle transitent au quotidien des millions de voyageurs. Les impacts de telles décisions aux plans économiques, sociaux et environnementaux sont considérables. Alors, autant anticiper au mieux les conditions futures et réduire les incertitudes !


Le jumeau numérique met les acteurs des projets sur le même pied d’égalité et permet de réaliser une maquette virtuelle des futurs projets et de simuler les impacts sans engager les dépenses de déploiement. Le jumeau numérique c’est aussi des bénéfices très spécifiques qui viennent compléter ceux des multiples outils digitaux déjà en place :


  • L’intelligence collective : la puissance d’une plateforme fédérant des données hétérogènes et accessibles partout et tout le temps facilite la concertation et la collaboration entre tous les acteurs impliqués et les parties prenantes des projets où qu'elles se trouvent.


  • La simulation de scénarios futurs : un éclairage essentiel pour préparer les investissements futurs, intégrer les nouveaux usages de la mobilité et choisir les meilleures stratégies d'exploitation. Pour une allocation optimale des ressources budgétaires, économiques et environnementales !


  • L’analyse prédictive : une véritable tour de contrôle pour optimiser la programmation des opérations, gagner en agilité dans la gestion des événements exceptionnels et mieux synchroniser les acteurs impliqués.


  • La modélisation des GES, polluants et nuisances environnementales : une vision claire et objectivée des scénarios futurs pour évaluer la performance environnementale de la mobilité intelligente et la résilience du système au regard des enjeux énergétiques et climatiques.


Bref, le jumeau numérique c’est éclairer la décision avec un outils numérique très simple d’utilisation mais très puissant pour résoudre des problèmes complexes afin d’accélérer la transition vers un système de mobilité plus fluide, plus sûr et plus propre.


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