Le programme JUNON vise à fournir un jumeau numérique à la Région Centre-Val de Loire, qui permettra de concevoir des services numériques pour améliorer le suivi et la compréhension de l’environnement ainsi que la gestion des ressources naturelles.
© JUNON
Faut-il adapter les pratiques agricoles face à des ressources en eau de plus en plus incertaines ? Peut-on renforcer la résilience des territoires face aux risques d’inondation ou de pollution de l’air ? Comment anticiper les effets d’aménagements sur les sols, l’eau ou la biodiversité ? Les réponses à ces questions reposent aujourd’hui sur des données fragmentaires et des arbitrages complexes entre acteurs du territoire. Mais une nouvelle approche émerge : l’usage de jumeaux numériques environnementaux, qui permet de représenter numériquement et automatiquement la réalité physique sur de longues périodes.
Dans l’environnement au sens large (urbain, agricole, naturel, industriel) et dans un contexte de changement climatique où la gestion des ressources naturelles et énergétiques est devenue critique, ces approches suscitent un intérêt croissant auprès des acteurs publics et industriels.
Décider au quotidien et sur le long terme
Une fois déployés sur un territoire, les jumeaux numériques permettent d’adapter les flux et les pratiques en fonction de la disponibilité des ressources et des risques.
Ils facilitent par exemple la détection de certains dysfonctionnements. Parmi ceux-ci, il y a la détection des fuites de réseaux d’eau, la gestion de zones problématiques comme les îlots de chaleurs ou bien le suivi de pollutions locales notamment liées à la qualité de l’air. A contrario, ils peuvent également mettre en évidence des systèmes aux impacts positifs, comme des zones humides qui jouent un rôle clé dans le maintien de la biodiversité et favorisent la filtration et l’infiltration des eaux.
Les jumeaux numériques permettent aussi de tester différents scénarios et de planifier de futurs aménagements selon différentes problématiques. Les projets d’urbanisation, de paysagisme et de restauration environnementale peuvent ainsi se décliner afin d’estimer leurs impacts respectifs et de rationaliser les choix des collectivités. En objectivant ces effets, les jumeaux numériques contribuent à éclairer les décisions. Ils peuvent aider à apaiser des débats souvent sensibles entre acteurs du territoire.
Des outils encore difficiles à s’approprier
Le développement des jumeaux numériques repose en grande partie sur les progrès récents de l’intelligence artificielle (IA). Les techniques de machine learning permettent désormais de suivre et d’analyser en continu de grandes quantités de données et d’en tirer des capacités de prédiction inédites.
Cependant, pour de nombreux acteurs (personnels techniques, élus ou grand public), cette impulsion technologique constitue une rupture qui reste difficile à appréhender. Peut-on se fier à un modèle pour orienter des décisions concrètes ? Comment comprendre les hypothèses et les calculs derrière les simulations ? Un manque de compréhension partagée peut conduire à des visions divergentes entre acteurs, et fragiliser des projets de jumeaux souvent longs et coûteux.
Dans ce contexte, l’accompagnement est essentiel. Retours d’expérience sur d’autres jumeaux numériques territoriaux, formations et démarches de médiation facilitent l’appropriation progressive de ces outils.
Gourmands en données
Les jumeaux numériques dépendent des données auxquelles ils ont accès. Pour représenter et suivre en temps réel des environnements complexes et étendus, ils ont besoin de volumes d’informations très importants et de dispositifs de mesure souvent onéreux. C’est le cas par exemple de certaines sondes de mesure sur la qualité des eaux, à la fois coûteuses à l’achat et à l’entretien, qui doit être régulier.
Certaines variables sont difficiles à mesurer de façon automatique, comme la biodiversité qui repose encore largement sur des observations de terrain. La fréquence et l’étendue des mesures sont limitées car elles doivent être réalisées par des spécialistes pour faire le décompte long et laborieux des différentes espèces présentes. De même, certains polluants émergents, comme les PFAS ou certains pesticides, ne sont toujours pas mesurables en dehors des laboratoires.
Pour pallier ces limites, les jumeaux numériques s’appuient souvent sur des « proxys ». Il s’agit de variables plus faciles à mesurer, utilisées comme indicateurs indirects d’un phénomène car elles présentent une forte corrélation avec la variable cible.
Des jumeaux parfois redondants et peu coordonnés
Bien que ces technologies soient encore en développement à l’échelle des territoires, de nombreux projets émergent déjà, portés par des acteurs variés : collectivités, agences publiques, entreprises, bureaux d’études…
Or, ces initiatives sont souvent développées de manière indépendante. Il n’est pas rare que plusieurs jumeaux numériques mobilisent des flux de données similaires ou proposent des fonctionnalités proches, sans véritable mutualisation. L’un des enjeux majeurs consiste donc à rendre ces systèmes interopérables, c’est-à-dire capables de communiquer entre eux et de partager des données et des résultats.
Les jumeaux numériques apparaissent désormais comme des outils de plus en plus omniprésents dans la gestion de nos territoires. Ils sont porteurs de solutions innovantes, mais supposent de nombreux défis qui devront être abordés collectivement.
