Proposition d’un jumeau numérique pour soutenir la gestion de l'exploitation d'une infrastructure linéaire

Digital Twin Proposal to Support a Linear Infrastructure Operations Management

• Auteur / Autrice : Yvan Tchana De Tchana
• Direction : Guillaume Ducellier, Sébastien Rémy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Matériaux, Mécanique, Optique et Nanotechnologie
• Date : Soutenance le 18/03/2021
• Etablissement(s) : Troyes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'Ingénieur (Troyes, Aube)
• Partenaire(s) de recherche : Entreprise : Inetum
• Partenaire(s) de recherche : : ANRT (Association Nationale de la Recherche et de la Technologie) - CIFRE (Convention industrielle de formation par la recherche)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des Systèmes Mécaniques et d'Ingénierie Simultanée / LASMIS
• Jury : Président / Présidente : Benoît Eynard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Guillaume Ducellier, Sébastien Rémy, Benoît Eynard, Vincent Cheutet, Christophe Merlo, Pascale Marangé
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Vincent Cheutet, Christophe Merlo

Mots clés

Mots clés contrôlés

Réalité virtuelle

Travail collaboratif

Gestion

Produits commerciaux -- Cycle de vie

Modélisation des données du bâtiment

Mots clés libres

Modélisation des données du bâtiment

Produits commerciaux -- cycle de vie -- gestion

Travail collaboratif

Projet d’infrastructure

Jumeau numérique

Building information modelling

Product lifecycle--management

Collaborative engineering

Infrastructure project

Digital twin

Résumé

La croissance du numérique au sein l'industrie de la construction conduit au BIM (Building Information Modeling). Inspiré du bâtiment, le BIM est adopté plus tard sur des projets d’infrastructure linéaire. Ces projets nécessitent une maitrise de bout en bout de la chaîne d’information. Le PLM (Product Lifecycle Management) favorise cette continuité numérique dans l’industrie manufacturière. Des études expérimentent une utilisation complémentaire des approches BIM et PLM pour ce type de projet. Adaptant des méthodes développées pour la construction de bâtiments, ces études se limitent à l’élaboration de référentiels de données. Cela rend difficile la gestion de l’infrastructure dans sa phase d’usage, où la maquette numérique doit devenir un jumeau numérique. Ces travaux consistent à développer une stratégie pour la conception, la mise en œuvre et l’exploitation d’une infrastructure linéaire. Cible de la démarche, le jumeau numérique intégrera non seulement BIM et PLM, mais aussi toute autre source d’information qui resitue l’infrastructure dans son environnement. Agrégateur de données, il devrait permettre d’assurer la gestion du cycle de vie d’une infrastructure linéaire. Ce système est éprouvé sur une infrastructure linéaire particulière, un passage à niveau. La continuité numérique et la traçabilité des données sont des facteurs importants pour un tel ouvrage. Notre proposition permet de suivre l’évolution de la donnée, et de lier des données d’exploitation aux données de conception et de construction de l’infrastructure.

The digital growth of the construction industry led to BIM (Building Information Modeling). Developed for buildings, BIM is later used on linear infrastructure projects. Such projects require end-to-end control of information. PLM (Product Lifecycle Management) supports digital continuity in the manufacturing industry. Studies evaluate the relevance of a complementary use of the BIM and PLM approaches for linear infrastructure projects. With an adaptation of methods used for building construction, those studies are mostly restricted to the implementation of data repositories. This makes it difficult to consider the infrastructure post-construction phase, where the 3D model is no longer a digital model, but a digital twin. This research work consists in developing a strategy for the design, the implementation and the operations and maintenance of a linear infrastructure. The digital twin of the infrastructure is the target of our approach. It will take into consideration not only BIM and PLM methodologies, but also any other data source positioning the infrastructure in its geographical environment. Data aggregator, our digital twin should make it possible to manage the lifecycle of a linear infrastructure. This system is tested on a specific linear infrastructure, a level crossing. Digital continuity and data traceability are important factors for those constructions. Through the digital twin, our proposal helps to follow the data, and thus to link operational data to the design and construction data of the linear infrastructure.