L'ANR soutient le projet PRC COHERENCE4D

Le projet COHERENCE4D vise à développer un nouveau paradigme de modélisation, de visualisation, d’interaction, et de maintien de la cohérence des jumeaux numériques 4D interfacés aux systèmes physiques qui évoluent dans le temps.

Un véritable enjeu pour l’Industrie du Futur

Le jumeau numérique, et notamment la maquette numérique, compte parmi les technologies de premier rang dans le déploiement de l’Industrie du Futur.
C’est grâce à son jumeau numérique, et aux possibilités offertes par la simulation numérique, que le jumeau physique peut espérer optimiser son comportement face aux évolutions du milieu dans lequel il évolue.

Aujourd’hui, de nombreux outils permettent de modéliser, de modifier, de suivre les versions et configurations de la maquette numérique. Néanmoins, cette maquette "as-designed" ne reflète pas le système physique tel que réellement fabriqué, ni tel que maintenu dans le temps. Ainsi, les maquettes "as-built", "as-manufactured", "as-maintained" et "as-is" ne sont que très rarement reconstruites. Une fois le système physique fabriqué, ses évolutions (par exemple, écarts de fabrication et d’assemblage, vieillissement, endommagement, maintenance) ne sont pas répercutées sur la maquette qui devient rapidement obsolète. Cette rupture dans la chaine numérique est un véritable frein dans le déploiement de l’Industrie du Futur.

L’originalité de l’approche COHERENCE4D réside :

• dans la définition d’un modèle à géométrie et à topologie variables dans le temps,
• sur le développement de mécanismes de maintien de la cohérence entre le jumeau numérique et le jumeau physique,
• sur la définition d’une méthodologie de spécification et d’intégration des interfaces d’acquisition,
• sur le développement d’un système d’aide à la décision exploitant une intelligence artificielle capable d’analyser les écarts réels/virtuels pour décider des mises à jour à effectuer,
• sur la spécification et l’expérimentation de nouvelles métaphores de visualisation et d’interaction avec le jumeau numérique au travers de périphériques de réalité augmentée/réalité virtuelle.

Ainsi, le maintien de la cohérence se fera selon quatre dimensions (4D), pour tenir compte du caractère spatio-temporel des évolutions. Le jumeau numérique modélisé en trois dimensions (3D) s’adaptera pour suivre les évolutions temporelles (quatrième dimension) du jumeau physique, de façon synchrone ou asynchrone.

Impacts et retombées pour l’Industrie du Futur...

La possibilité de disposer d’un jumeau numérique maintenu à jour vis-à-vis des évolutions de son jumeau physique aura un impact majeur pour de nombreux processus industriels.

Ces avancées permettront d’utiliser toute la puissance du numérique pour réaliser des simulations, des optimisations, et prendre des décisions rapidement pour être plus agile, plus précis et plus autonome.
La méthodologie développée pour l’instrumentation du jumeau physique sera une réelle avancée permettant un accompagnement des entreprises dans la mise en œuvre pratique du jumeau numérique pour une plus grande digitalisation des organisations.

Les résultats obtenus permettront très clairement d’améliorer la maturité numérique des entreprises, pour in fine gagner en compétitivité et répondre aux enjeux de l’Industrie du Futur.

... et pour le campus

Les résultats du projet COHERENCE4D irrigueront naturellement les formations sur le campus d'Aix au travers de la plateforme d’Ingénierie Numérique et Collaborative, mais plus généralement au sein des Learning Factories qui s’appuieront sur ces modèles, méthodes et outils du numérique.

Un consortium aux compétences pluridisciplinaires

Ce projet collaboratif fédère 4 laboratoires de recherche publics : le Lispen, porteur scientifique du projet sur le campus d’Aix-en-Provence, le laboratoire G-SCOP de l’INP Grenoble, le laboratoire LIS d’Aix-Marseille université et le laboratoire Roberval de UTC.

Sur le campus, Jean-Philippe Pernot, professeur des universités et porteur du projet, apportera son expertise autour de la maquette numérique, de la rétroconception et de l’intelligence artificielle. Le projet s’appuiera également sur les expertises d’Arnaud Polette, maître de conférences, dans le domaine de l’apprentissage machine et de la modélisation géométrique.

Avec quel financement ?

L’ANR est un des instruments de financement de la recherche en France. Par l’intermédiaire d’appels à projets, elle s’adresse à toutes les communautés scientifiques académiques ou privés. Elle permet ainsi au Lispen de compléter ses financements pour avancer sur ses thématiques de recherche autour du jumeau numérique et de la digitalisation au sein de l’Industrie du Futur.

Pour Arts et Métiers, le budget attribué à COHERENCE 4D permettra le financement d’une thèse de doctorat et d’un poste d’ingénieur sur le campus d’Aix-en-Provence.

Contact : Pr. Jean-Philippe PERNOT