Pouvez-vous nous présenter le concept de jumeau virtuel ?
Le jumeau virtuel est une réplique 100% conforme de la réalité.
Il constitue une représentation scientifiquement exacte d’une ville.
Le concept a été développé d’abord au sein de l’industrie, en particulier aéronautique. Au départ, il y a quarante ans, il servait à modéliser des pièces d’avion en 3D. Mais à la différence d’une maquette 3D dont les informations se limitent aux volumes et aux formes, un jumeau virtuel va plus loin. Un simple clic sur un bâtiment permet par exemple de connaître sa date de construction, la nature des matériaux employés, sa capacité de résistance à un tremblement de terre ou même d’accéder à des données sociologiques concernant ses habitants. Cette approche concerne tous les secteurs d’activités : toutes les industries ont recours à la modélisation et la simulation 3D pour le design des objets comme des usines, mais aussi le secteur de la santé pour tester des médicaments ou des équipements médicaux.
Dans quelle mesure cette démarche peut-elle s’appliquer aux villes ?
Le jumeau virtuel est l’outil par excellence de la transformation urbaine. En ce sens, il aidera tout d’abord les élus, les directeurs de collectivités et l’ensemble des acteurs de l’écosystème urbain à comprendre leur territoire en recueillant de la donnée qui sera présentée de manière intelligible.
Par nature, les différents services des collectivités : la mobilité, l’éducation, les aides sociales, le développement économique… fonctionnent en silos. Chacun déploie ses projets, dispose d’un budget, et les équipes se parlent peu. De ce fait, les données ne sont pas consolidées. Or, un plan de mobilité ne peut pas se concevoir sans le rapprocher du développement économique, et ce dernier est lié au développement durable, lui-même associé à la santé !
Le premier usage du jumeau virtuel est donc de donner aux présidents des agglomérations et des collectivités ainsi qu’à leurs services, une vue globale afin de construire une politique publique. À travers la carte d’un territoire, il est possible de planifier un projet, de permettre aux agents de travailler de manière collaborative à partir d’un référentiel commun et d’accéder à des données analytiques. Le jumeau virtuel d’une ville contribue à mettre en place une véritable « science politique », c’est-à-dire de mettre la science au service des décisions politiques. La démarche fournit aux autorités publiques, aux élus, aux DGS, les moyens de prendre des décisions objectives.
Comment se traduisent ces avancées dans la réalité ?
Une fois la compréhension d’un territoire posée, la modélisation 3D et la simulation d’un projet de transformation entrent alors en jeu. Elles représentent le second usage des jumeaux virtuels d’une ville. À titre d’exemple, Rennes a repensé l’aménagement du quartier de sa nouvelle gare en s’appuyant sur la plateforme 3DEXPERIENCE. Le modèle 3D d’un quartier permet de visualiser les impacts de nouveaux bâtiments sur l’environnement existant, comme les ombres portées ou la circulation d’air. La démarche permet aussi d’anticiper des risques climatiques à l’échelle urbaine. Au Japon, Kyoto a modélisé ses quartiers pour visualiser les conséquences des inondations. Elle en a défini avec l’opérateur local une application d’évacuation de manière à guider les habitants à travers des voies sécurisées en fonction de leur localisation. À Paris, un jumeau virtuel a permis d’évaluer un changement d’usage d’une infrastructure existante. Dans le cadre des JO de 2024, la capitale a en effet souhaité connaître l’impact d’une voie réservée au covoiturage sur le périphérique. Nous avons défini différents scénarios et observé les conséquences de cette option en réalisant une triple simulation du trafic, du bruit et de la pollution de l’air.
À l’heure du réchauffement climatique, un jumeau virtuel permettra de simuler les effets des îlots de chaleur, l’impact de la végétalisation d’un toit, ou encore d’un changement de revêtement d’une route ou d’une façade.
Au-delà de ces aspects, quelle valeur ajoutée apporte la technologie du jumeau virtuel ?
Une fois un projet d’infrastructure établi ou d’usage redéfini, le jumeau virtuel permet aussi de renforcer la communication citoyenne. C’est le même jumeau virtuel qui permet de prendre les bonnes décisions et d’ouvrir le dialogue avec les citoyens en donnant aux élus la possibilité de justifier, d’expliquer une politique publique sur des bases scientifiques. La démarche crédibilise les orientations choisies. La valeur politique d’un jumeau virtuel est extrêmement forte. Il contribue aussi à créer des territoires résilients et inclusifs en prenant en compte les attentes et les expériences de tous les habitants d’une ville quel que soit leur âge : enfants, actifs, seniors.
La mise en place d’une telle innovation technologique est-elle accessible ?
Dans un premier temps, le jumeau virtuel d’une ville était l’apanage des grandes métropoles, car le concept suppose de disposer des ressources en interne pour le faire vivre.
Étant donné les investissements nécessaires, nous avons choisi de développer un nouveau modèle sur la base du jumeau virtuel « as a service ». Le principe est de construire pour le compte d’une ville tout ou une partie de son jumeau virtuel, en intégrant les données qu’elle nous fournit. Nous réalisons ensuite des simulations à la demande en fonction des projets, et nous présentons les conclusions.
Par exemple, la mise en place des ZFE (zones à faibles émissions) concerne aujourd’hui 45 agglomérations, et les maires s’intéressent aux conséquences pour les véhicules non autorisés : vont-ils stationner aux abords de la zone, vont-ils la contourner, avec quels impacts sur la circulation, la pollution, le bruit ?
Par la suite, la puissance publique pourra investir dans sa propre architecture, les simulations pourront être financées par des acteurs privés ou des partenaires logisticiens, assureurs, promoteurs. Nous sommes au début de l’histoire. À l’image du Plan Climat Air Énergie Territorial (PCAET) porté par Paris Saclay autour de ses 27 communes, la démarche de compréhension d’un territoire et de préparation de ses transformations grâce à l’IA et à la 3D est novatrice.
