Expert en jumeaux numériques

Dans un contexte de transformation numérique des organisations et de développement des systèmes connectés, le jumeau numérique constitue un levier majeur pour améliorer la performance des systèmes, anticiper les dysfonctionnements et soutenir l’innovation dans de nombreux secteurs (industrie, énergie, infrastructures, territoires intelligents, services).

La certification vise à former des experts en jumeaux numériques capables de cadrer, concevoir, simuler, intégrer et exploiter des représentations numériques de systèmes réels, afin d’en analyser, optimiser et piloter le fonctionnement.

L'expert en jumeaux numériques intervient à l’interface des métiers, de l’ingénierie système, de la modélisation numérique et de la data. Il analyse les besoins, conçoit et met en œuvre des solutions adaptées, en s’appuyant sur l’intégration et l’exploitation de données issues du système réel (capteurs, systèmes d’information, IoT), en lien avec les usages opérationnels des organisations. Selon les cas d’usage et la nature des systèmes étudiés, il mobilise différentes approches de modélisation, notamment des modèles numériques physiques et spatiaux ou des modèles fonctionnels et comportementaux, utilisés de manière complémentaire pour permettre l’analyse, la simulation, la validation et la supervision du système réel.

La certification répond ainsi au besoin croissant d’experts capables d’articuler modélisation numérique, données et systèmes connectés, afin de concevoir, déployer et piloter des jumeaux numériques au service de la performance, de la durabilité et de l’innovation des organisations.

• Analyser les besoins fonctionnels, opérationnels et stratégiques d’un projet de jumeau numérique en étudiant le contexte organisationnel, les attentes des parties prenantes et les contraintes techniques, réglementaires et budgétaires, afin de définir le périmètre fonctionnel du jumeau numérique, les objectifs prioritaires du projet et la valeur attendue pour l’organisation.
• Évaluer la maturité numérique de l’organisation en cartographiant les systèmes d’information, les infrastructures numériques, les données disponibles et les flux existants ainsi que les dispositifs de mesure et capteurs mobilisables pour la collecte des données du système réel, en analysant la capacité des systèmes et plateformes à traiter et faire circuler les données issues du système réel (capteurs, IoT, flux temps réel ou différés), et en appréciant les compétences internes, les pratiques collaboratives et la culture numérique de l’organisation, afin d’identifier les écarts entre les capacités numériques existantes et les exigences techniques du projet de jumeau numérique.
• Évaluer la gouvernance et la qualité des données mobilisables pour le jumeau numérique en collaboration avec des experts métiers, en analysant les règles de propriété, de responsabilité, d’accès, de sécurité et de traçabilité des données, les dispositifs de gestion de la qualité des données ainsi que les mécanismes d’interopérabilité et de circulation des données issues de sources multiples (capteurs, systèmes métiers, plateformes), afin d’apprécier la disponibilité, la fiabilité et l’exploitabilité des données nécessaires aux usages du jumeau numérique.
• Prioriser les cas d’usage du jumeau numérique à concevoir, en les analysant au regard des enjeux métier, du cadre stratégique défini et des opportunités d’innovation associées , en appréciant leur valeur et leur faisabilité technique au regard du niveau de maturité organisationnelle, et en précisant leurs scénarios d’application ainsi que les bénéfices attendus, afin d’établir une feuille de route argumentée du projet.
• Définir les indicateurs de performance du futur jumeau numérique en traduisant les objectifs et bénéfices attendus des cas d’usage prioritaires en critères de pilotage mesurables, en identifiant les données de référence à mobiliser ou à récupérer, en précisant les seuils, tolérances et modalités de suivi associées afin de formaliser le dispositif prévisionnel de pilotage des performances du jumeau numérique.
• Déterminer le niveau de sophistication fonctionnelle et technologique du jumeau numérique à concevoir en estimant le niveau de détail de la modélisation requis, le degré d’interactivité et d’autonomie attendu ainsi que les exigences associées en matière de données et de calcul, afin d’orienter les choix d’architecture et de conception du jumeau numérique en cohérence avec les cas d’usage prioritaires du projet.
• Évaluer la faisabilité technique, économique et organisationnelle du projet de jumeau numérique en tenant compte des contraintes et des ressources identifiées, de la compatibilité des systèmes existants avec les exigences d’interopérabilité, ainsi que des risques et conditions de succès du projet, et en intégrant une estimation du retour sur investissement prévisionnel (ROI), afin d’éclairer la décision de lancement du projet.
• Définir l’organisation et les modalités de pilotage du projet de jumeau numérique en s’appuyant sur les parties prenantes identifiées, en formalisant les rôles, responsabilités et processus décisionnels, et en établissant un plan de pilotage intégrant les instances de coordination et de supervision, afin d’assurer une gouvernance claire et un pilotage opérationnel du projet.
• Assurer la conformité réglementaire, éthique, de cybersécurité et environnementale du projet de jumeau numérique en analysant les exigences réglementaires applicables, les contraintes de souveraineté et d’hébergement des données, les risques de cybersécurité et protection des données ainsi que les principes d’écoconception numérique, en mobilisant les expertises métiers nécessaires, afin de sécuriser la conception et le déploiement du jumeau numérique.
• Définir la stratégie de modélisation physique et spatiale du système en vue de sa représentation numérique tridimensionnelle, en analysant les cas d’usage prioritaires et le périmètre définis lors du cadrage du projet, en identifiant les éléments du système à modéliser ainsi que le niveau de détail attendu, et en sélectionnant les environnements et outils de modélisation adaptés, afin de cadrer la construction d’une maquette numérique structurée, interopérable et exploitable dans le cadre du jumeau numérique.
• Concevoir la maquette numérique du système réel en s’appuyant le cas échéant sur les équipes de modélisation ou experts métiers en structurant les composants et assemblages à partir des données disponibles, en intégrant les propriétés physiques nécessaires, en vérifiant la cohérence géométrique, topologique et informationnelle du modèle au regard de la stratégie de modélisation définie, afin de disposer d’une maquette numérique fiable et exploitable pour les usages de simulation, d’analyse et d’intégration au jumeau numérique.
• Définir les règles d’organisation et de gestion des versions de la maquette numérique dans un environnement collaboratif de gestion de maquette ou de gestion du cycle de vie, en structurant la hiérarchie des composants, en définissant les métadonnées associées et en assurant la traçabilité des évolutions, afin de garantir une maquette numérique partagée, compréhensible, traçable et pérenne. Préparer les livrables techniques et d’intégration issus de la maquette numérique en générant les vues, documents et exports interopérables requis, en vérifiant leur cohérence avec la version de référence, et en garantissant la conservation des informations essentielles lors des échanges, afin de permettre l’intégration et l’exploitation de la maquette numérique dans l’environnement du jumeau numérique.
• Structurer l’interopérabilité de la maquette numérique en définissant les interfaces avec les autres modèles et systèmes du jumeau numérique, en caractérisant les formats et règles d’échange des données et en documentant les relations géométriques et structurelles nécessaires, afin d’assurer la cohérence et la continuité numérique au sein de l’écosystème du jumeau numérique.
• Préparer la maquette numérique pour la simulation en structurant et discrétisant le cas échéant la représentation des composants et assemblages pour les besoins des analyses numériques, en intégrant les paramètres nécessaires au calcul et en vérifiant la compatibilité de la maquette avec les plateformes de simulation et les flux de données mobilisés, afin d’assurer l’exploitabilité du modèle pour les analyses et simulations du jumeau numérique.
• Définir la stratégie de modélisation fonctionnelle et comportementale du système en traduisant les besoins et cas d’usage issus du cadrage initial du projet en exigences fonctionnelles hiérarchisées et traçables, en structurant la décomposition fonctionnelle du système et les interactions entre ses sous-systèmes, et en définissant les formalismes et environnements de modélisation à mobiliser, afin de cadrer la construction d’un modèle numérique fonctionnel cohérent et exploitable au sein du jumeau numérique.
• Modéliser les usages et scénarios d’exploitation du système, en représentant les interactions entre acteurs et système, les scénarios nominaux, dégradés et de maintenance et en reliant les usages aux exigences correspondantes, en collaboration le cas échéant avec des experts techniques et métiers afin de formaliser les comportements fonctionnels exploitables pour l’analyse et la simulation dans le jumeau numérique.
• Modéliser les comportements dynamiques du système, en représentant les états, transitions, séquences et règles de comportement à l’aide de modèles adaptés, afin de constituer le modèle fonctionnel et comportemental du système exploitable pour l’analyse et la simulation.
• Définir les interfaces entre le modèle numérique fonctionnel et les autres représentations du système, entre éléments fonctionnels et les composants des autres représentations du système, en caractérisant les flux de données inter modèles, et en documentant les règles de cohérence et de traçabilité, afin d’assurer l’interopérabilité du modèle numérique fonctionnel dans l’écosystème du jumeau numérique.
• Intégrer le modèle numérique fonctionnel dans l’écosystème du jumeau numérique, en assurant la cohérence des échanges avec les référentiels techniques et les autres représentations du système, et en contrôlant la continuité numérique entre les modèles, afin de garantir une représentation fonctionnelle intégrée et exploitable pour les usages de simulation et d’analyse du jumeau numérique.
• Préparer le modèle numérique fonctionnel pour la simulation en intégrant les paramètres, contraintes et équations nécessaires aux analyses, en organisant les échanges avec les outils et plateformes de simulation, et en vérifiant sa conformité aux exigences fonctionnelles et aux règles d’architecture système, afin d’assurer son exploitabilité pour les analyses et simulations du jumeau numérique.
• Vérifier le bon fonctionnement technique de la chaîne de simulation en configurant des simulations de référence en collaboration le cas échéant avec des experts simulation et data, en paramétrant les conditions d’exécution à partir des modèles numériques préparés, en contrôlant l’intégrité des données d’entrée et la cohérence des données de sortie, et en testant l’interopérabilité des modèles et des formats d’échange (import/export, conservation des attributs), afin de garantir la fiabilité, la cohérence et l’interopérabilité de l’environnement de simulation.
• Exécuter les scénarios de simulation correspondant aux cas d’usage définis (nominal, charge, dégradé, maintenance), en collectant les résultats sous forme d’indicateurs, courbes ou états, et en structurant les données produites, afin de disposer de données de simulation fiables et exploitables pour l’analyse ultérieure.
• Analyser les résultats de simulation en identifiant les écarts, dérives ou comportements inattendus par rapport à une référence physique connue ou à un comportement attendu du système, en évaluant leurs causes possibles (hypothèses, paramètres, données d’entrée, modèle), et en priorisant les actions correctives, afin de produire un diagnostic exploitable pour la fiabilisation.
• Fiabiliser les modèles de simulation en ajustant les paramètres, équations ou configurations en coordination avec les experts simulation et data en vérifiant l’amélioration des résultats et en documentant les changements opérés, afin d’augmenter la robustesse et la reproductibilité des simulations.
• Valider les modèles de simulation en comparant les résultats obtenus aux exigences et seuils attendus, en démontrant la conformité (ou les écarts résiduels acceptables) et en formalisant les conditions de validité, afin de disposer de modèles fiables pour l’intégration dans le jumeau numérique.
• Capitaliser les modèles de simulation validés en organisant les fichiers, paramètres, scripts, hypothèses et résultats dans une base documentaire, en assurant la traçabilité des versions et des décisions, afin de permettre la réutilisation et la continuité des travaux.
• Définir les exigences d’interfaçage technique et de gestion des données entre les modèles de simulation et les données du système réel, en précisant les flux, formats, fréquences de mise à jour, règles de cohérence et paramètres critiques à synchroniser, afin de préparer l’intégration du jumeau numérique dans un environnement connecté et interopérable.
• Définir les tests d’intégration des modèles de simulation dans l’environnement connecté, en élaborant les scénarios de connexion avec les flux temps réel ou différés, en définissant les critères de réussite, seuils de tolérance et conditions de validation, afin de vérifier la fiabilité et l’exploitabilité des modèles dans le jumeau numérique connecté.
• Piloter l’activation du jumeau numérique connecté, en coordonnant les acteurs métiers, data et technique, en planifiant les étapes de mise en service, et en formalisant les exigences de connexion (données attendues, fréquence, synchronisation, règles de cohérence), afin d’assurer une activation maîtrisée et collaborative du jumeau numérique en conditions opérationnelles.
• Spécifier les interfaces de supervision, de visualisation et de pilotage du jumeau numérique connecté, en définissant les indicateurs, seuils, alertes, commandes et modalités d’interaction attendues à partir des données du système réel, en contribuant à la conception fonctionnelle des dispositifs de restitution et de visualisation avec les équipes concernées, et en vérifiant la cohérence des informations affichées avec les flux de données (temps réel, quasi temps réel ou différé), afin de permettre un pilotage opérationnel fiable et adapté aux contextes d’usage.
• Analyser le fonctionnement du système à partir des données du jumeau numérique en suivant les indicateurs de performance, en détectant les anomalies et écarts observés entre le système réel et son jumeau numérique, en identifiant leurs causes probables et en formulant des recommandations d’ajustement, afin d’éclairer les décisions d’optimisation et d’évolution du système supervisé.
• Piloter la mise en œuvre de la boucle de rétroaction entre le jumeau numérique et le système réel, en identifiant les variables contrôlables, en définissant les interfaces de commandes et alertes, en établissant les règles de déclenchement automatique et en surveillant les effets des actions du jumeau, afin d’assurer un pilotage dynamique, fiable et sécurisé du système réel.
• Piloter l’évolution du jumeau numérique en exploitation, en analysant les retours d’usage et les performances observées, en priorisant les évolutions fonctionnelles et techniques, en arbitrant les choix techniques et organisationnels, et en assurant la traçabilité des décisions sur l’ensemble du cycle de vie, afin de garantir l’amélioration continue, la fiabilité et la pertinence du jumeau numérique.
• Évaluer les opportunités d’intégration de nouvelles capacités d’analyse prédictive ou prescriptive dans le jumeau numérique, en réalisant une veille sur les évolutions technologiques et analytiques pertinentes, en analysant les besoins opérationnels et les données disponibles, et en évaluant les solutions d’apprentissage automatique ou d’analyse avancée adaptées, afin d’enrichir les capacités d’analyse et d’aide à la décision du jumeau numérique.
• Assurer le maintien en conditions opérationnelles du jumeau numérique, en intégrant les retours d’expérience, en supervisant la stabilité des modèles et la mise à jour des connecteurs et paramètres, afin de garantir sa pérennité en exploitation.
• Capitaliser les connaissances issues de l’exploitation du jumeau numérique en structurant les retours d’analyse, en formalisant des enseignements réutilisables et en organisant leur diffusion auprès des parties prenantes, tout en intégrant les principes d’écoconception numérique, de durabilité, de conformité et de responsabilité numérique, afin de favoriser la réutilisation des bonnes pratiques et le partage des connaissances à l’échelle de l’organisation.

Secteurs d’activités :

La certification permet d’exercer dans un large éventail de secteurs caractérisés par la modélisation, la simulation et l’exploitation de systèmes complexes, physiques ou numériques. Les principaux secteurs d’activités visés sont :

• Industrie (industrie manufacturière, aéronautique, automobile, énergie, procédés industriels) : optimisation des systèmes de production, maintenance prédictive, simulation et pilotage de la performance ;
• Énergie et infrastructures : modélisation, simulation et exploitation d’installations complexes (réseaux énergétiques, infrastructures critiques) ;
• Villes et territoires (smart cities) : modélisation et simulation des systèmes urbains (mobilité, énergie, environnement, infrastructures) en vue de leur pilotage et de leur optimisation ;
• Bâtiment et construction : exploitation de maquettes numériques (BIM) et évolution vers des jumeaux numériques permettant la simulation et le pilotage des ouvrages et infrastructures ;
• Transports et mobilité : simulation et optimisation de systèmes de transport et de logistique ;
• Santé et biotechnologies : modélisation et simulation de systèmes complexes à des fins d’analyse, de prédiction et d’optimisation ;
• Défense et sécurité : simulation, aide à la décision et gestion de systèmes critiques ;
• Ingénierie, conseil et services numériques (ESN, cabinets de conseil) : accompagnement des projets de transformation numérique et de mise en œuvre de jumeaux numériques.

Ces secteurs traduisent le caractère transversal du métier, applicable à tout environnement nécessitant la modélisation, la simulation et l’exploitation de systèmes complexes.

Type d'emplois accessibles :

La certification vise des fonctions d’ingénierie et d’expertise à l’interface entre modélisation, simulation, data et systèmes numériques. Les principaux types d’emplois accessibles sont :

• Expert en jumeaux numériques
• Spécialiste en jumeau numérique
• Coordinateur
• Architecte jumeau numérique
• Digital Twin Specialist
• Digital Twin Coordinator