Les jumeaux numériques pour moderniser les villes de demain

Les villes doivent dès maintenant s’adapter et anticiper ces changements majeurs : qu’il s’agisse de l’accélération de l’urbanisation, la raréfaction des ressources naturelles, la hausse des tarifs de l’énergie, l’impact d’évènements météorologiques extrêmes de plus en plus fréquents.

Dans ce contexte, les dirigeants de collectivités territoriales ont besoin d’outils pour faciliter la compréhension de leurs territoires dans toute leur complexité, d’appréhender les impacts de leurs politiques publiques sur le long terme, et ainsi faciliter une prise de décision durable et consensuelle. Dans ce contexte, les villes sont de plus en plus nombreuses à adopter les jumeaux numériques. Afin de faciliter l’accès à cette technologie, Dassault Systèmes propose désormais son « 3DEXPERIENCE « cockpit qui permet aux villes d’accéder à des prestations de jumeaux virtuel « as a service », sous forme de mise à disposition d’études.

« Penser et matérialiser la ville du futur »

Le jumeau virtuel d’une ville est la réplique exacte des nombreux systèmes qui la composent (transport, éducation, énergie, espaces verts, etc.). Il est réalisé en 3D à partir de données scientifiques dont disposent les collectivités, et facilite leur interprétation par les parties prenantes. A partir de cette modélisation, des simulations sont alors possibles pour analyser les impacts des politiques publiques.

Par exemple, une ville qui souhaite réduire son niveau de particules fines pour se mettre en conformité avec la législation, peut simuler plusieurs options de mobilité et ainsi définir le scénario qui lui permet d’atteindre les objectifs fixés, et ainsi implémenter cette décision en connaissance de cause. La visualisation des particules fines dans le jumeau virtuel ainsi que les niveaux de pollution chiffrés permettent une compréhension plus aisée. Il est également possible d’analyser l’impact d’un nouveau projet de construction sur l’effet « Ilot de chaleur urbain » d’un quartier, en obtenant des résultats chiffrés, scientifiquement exacts.

Dans des circonstances très différentes, les jumeaux virtuels peuvent être utilisés pour reconstruire des villes. En Ukraine, les autorités publiques ont décidé de tester les avantages de la technologie du jumeau virtuel pour la reconstruction de Tchernihiv, dans le nord de l’Ukraine. Le gouvernement a ainsi nommé trois entreprises françaises – Dassault Systèmes, Egis et B4, respectivement spécialisées dans les technologies virtuelles 3D, la construction et l’ingénierie – pour aider à restaurer certaines des zones urbaines les plus endommagées du pays.

Ainsi, les décideurs territoriaux peuvent désormais s’appuyer sur des outils technologiques pour planifier et identifier les conséquences qui découleront de chaque projet urbain.

« Collaborer pour expérimenter virtuellement la décision publique »

La collaboration au sein des collectivités est un enjeu majeur. Tous les projets urbains impliquent plusieurs directions et la mise en commun de leurs données est clé pour obtenir une vision holistique de la ville. Ainsi, le jumeau virtuel devient l’environnement de travail commun aux différentes équipes. Il facilite le consensus autour de constats partagés parmi les parties prenantes.

Depuis plus de 20 ans, la métropole de Rennes utilise des modèles 3D pour représenter et comprendre son territoire. En 2017, la métropole a développé le jumeau virtuel de son territoire avec Dassault Systèmes, pour favoriser la collaboration au sein de ses différentes organisations. Le jumeau virtuel compile des données géométriques, topographiques, démographiques, de mobilité et autres, dans un modèle visuel unifié. Il permet aux parties prenantes internes et externes de la ville de planifier et de gérer tous projets d’équipement, d’infrastructure ou d’initiatives environnementales de manière transversale et collaborative.

En outre, le jumeau numérique devient un outil de communication avec les citoyens pour présenter les projets à venir et les justifier grâce aux données chiffrées. Il est également utilisé pour « écouter la voie des citoyens et ainsi prendre en compte leurs remontées dans le processus de décision.

« Faire face aux défis environnementaux et aux changements climatiques »

Le jumeau numérique des villes est un outil très performant de planification de la résilience des villes. Il permet également d’anticiper et d’améliorer la gestion des risques.

Au Japon, Dassault Systèmes et NTT ont démontré les capacités des jumeaux virtuels des villes à soutenir le projet Smart Keihanna parrainé par le ministère de l’Aménagement du territoire, des Infrastructures, des Transports et du Tourisme.

Le jumeau numérique de Keihanna a été créé sur la plateforme 3DEXPERIENCE pour analyser les risques d’impact potentiels d’une inondation fluviale. A partir du référentiel de la ville et des données relatives aux bâtiments (nombre d’étages, types d’activité, nombre de personnes hébergées), combinées aux données mobiles de NTT, sur les mouvements de population dans la région, le jumeau numérique a permis de comprendre l’impact précis des inondations sur la population. Des informations sur les centres d’évacuation ont été intégrées dans le jumeau numérique afin de déterminer le scénario d’évacuation possibles.

Récemment, Dassault Systèmes a travaillé avec la SOLIDEO – Société de Livraison des Ouvrages Olympiques - pour réaliser une simulation de confort thermal dans un des bâtiments du village des athlètes. L’enjeu était d’évaluer l’efficacité thermique des matériaux d’isolation et des planchers rafraîchissants en cas de canicule. En effet, un choix a été fait de ne pas équiper ces bâtiments de climatisation pour des raisons écologiques. Après modélisation d’épisodes caniculaires, les résultats montrent qu’il fera 6°C de moins à l’intérieur qu’à l’extérieur, soit « entre 23°C et 26°C. Cette simulation a donc confirmé le choix architectural de la SOLIDEO. Après les jeux, ces bâtiments seront reconvertis pour bénéficier aux populations locales, l’efficacité énergétique est donc un enjeu clé sur le long terme.

Le jumeau Virtuel est donc un outil qui facilité une prise de décision éclairée dans les choix de planification pour rendre la ville résiliente sur le long terme et agréable pour les citoyens qui y résident.

Tribune de Jacques Beltran, Vice-Président Villes et Services Publics chez Dassault Systèmes (Linkedin).