Liege Airport, 1er aéroport cargo en Belgique et 5ème en Europe, est spécialisé dans le transport des marchandises périssables, des produits pharmaceutiques, du matériel médical, des colis express, de l’e-commerce, du matériel médical et humanitaire ainsi que des animaux vivants.
Un écosystème aéroportuaire bien rodé
En 2024, plus d’un million de tonnes de marchandises a transité par Liege Airport. Afin d’optimiser son efficacité opérationnelle et maintenir sa place de leader sur le marché européen du transport de fret, l’aéroport mise sur les nouvelles technologies.
« Digital Twin Academy »
Dans le cadre du projet européen « Digital Twin Academy » et du doctorat de Jenny Tonka financé par le FNRS, l’Université de Liège s’est penchée sur l’utilisation des nouvelles technologies pour optimiser le chargement et le déchargement des avions cargos.
Rencontre avec Michaël Schyns, Full Professor AR/VR Lab – Digital Business, HEC Liège.
« L’aéroport de Liège fait face à des contraintes de synchronisation fortes en cascade dans le temps et dans l’espace entre véhicules » introduit Michaël Schyns, auteur de l’étude. « Même si les méthodes traditionnelles de la recherche opérationnelle ont fait leurs preuves, elles atteignent ici leurs limites. De nouvelles approches et technologies sont nécessaires. Citons notamment l’intelligence artificielle, les jumeaux numériques ou encore la réalité virtuelle. »
37.000 mouvements d’aéronefs par an
Le défi est de coordonner toutes les activités au sol et déterminer le trajet de chaque véhicule devant intervenir dans les services à fournir aux avions. « Nous avons développé un algorithme d’optimisation avec synchronisation des ressources pour y pallier. Il permet de définir les itinéraires des différents véhicules de service de manière à optimiser le temps nécessaire pour servir chaque avion. Les résultats obtenus sur des données réelles historiques de l’aéroport de Liège sont concluants. Un tel algorithme ne peut cependant fonctionner correctement sans être alimenté par des données précises. »
5G, IoT et IA
L’acquisition des données pose de nouvelles questions sur le choix des technologies nécessaires. « Dans notre recherche et à l’ère de la 5G, notre première approche a été d’utiliser l’Internet des Objets (IoT) en équipant les véhicules de service de capteurs GPS. Cette solution a cependant présenté des limites : perte de signal en intérieur, manque de fiabilité des fixations et autonomie limitée des batteries. La précision de géolocalisation des capteurs s’est également révélée insuffisante, ce qui nous a incités à explorer d’autres technologies. L’Intelligence artificielle (IA) basée sur la vision par ordinateur est une autre piste que nous explorons depuis. »
L’aéroport de Liège et son jumeau numérique
Intervient ici un autre concept, celui du jumeau numérique. « L’algorithme peut être vu comme un double numérique de l’aéroport déterminant un processus efficace de gestion des ressources. Ce jumeau virtuel est mis à jour en temps réel grâce à un flux bidirectionnel constant de données avec le monde réel. Le double est alimenté par le réel et le réel reçoit, en retour et en temps réel, un feedback qu’il peut exploiter. Nous assistons à la naissance d’une boucle d’information sans fin. En cas de déviation entre le réel observé et le modèle théorique virtuel, le jumeau via son algorithme peut tirer la sonnette d’alarme et proposer aux opérateurs des mesures correctrices. Le jumeau numérique est également, via son interface en réalité virtuelle, un monde virtuel dans lequel les opérateurs peuvent s’entrainer sans danger ou tester et simuler à moindre coût de nouveaux processus. »
Coup de projecteur sur les jumeaux numériques
Considérée comme l’une des technologies clés de l’Industrie 4.0, les jumeaux numériques sont l’étape ultime de la numérisation, créant une représentation virtuelle d’une entité réelle et organisant une boucle itérative d’échange entre le numérique et le monde réel.
Marc Bollen, Senior Engineer Smart and Digital Factory chez Sirris, nous en dit plus.
Pouvez-vous nous dire concrètement à quoi correspond un jumeau numérique et quelle est son utilité ?
Un jumeau numérique est un modèle numérique d’un objet physique, tel qu’un système ou un processus. Le jumeau intègre les données provenant de capteurs, des utilisateurs, de simulations et d’autres sources afin de synchroniser l’objet physique réel avec son jumeau numérique.
L’objectif d’un jumeau numérique est d’améliorer la prise de décision grâce au monitoring ‘temps réel’, à l’analyse et à l’optimisation des capacités de prédiction.
Nous pourrions citer, comme exemple, le jumeau numérique du système de circulation d’une ville. Dans une ville dite ‘intelligente’, la gestion du trafic est essentielle pour améliorer la fluidité et réduire les embouteillages. Le jumeau numérique du système de circulation de la ville pourrait inclure des données en temps réel provenant de capteurs, de caméras de circulation, de systèmes GPS des véhicules et d’autres dispositifs de surveillance.
Le jumeau numérique représenterait l’ensemble du réseau de circulation, y compris les routes et les intersections, les feux de circulation, les véhicules, les trajets des piétons, …
En analysant les données de toutes ces sources, le jumeau numérique peut alors :
- Simuler la circulation en temps réel pour identifier les goulots d’étranglement et optimiser la programmation des feux de circulation
- Prédire de futurs embouteillages sur la base de données historiques et des conditions actuelles, ce qui permet d’ajuster la circulation ou de proposer des itinéraires alternatifs
- Fournir des informations sur l’impact d’événements tels que les fermetures de routes, les accidents ou les conditions météorologiques
- Aider à l’amélioration des infrastructures ou la construction de nouvelles routes en simulant l’impact de ces changements sur le flux de trafic
Ce système pourrait, par exemple, prédire les impacts de l’installation d’un nouveau centre commercial sur le trafic d’un quartier. En réponse, le jumeau numérique pourrait suggérer des ajustements tels que l’ajout d’une nouvelle voie ou l’optimisation du positionnement des feux de signalisation.
Pensez-vous que le monde de l’entreprise et de la recherche soit suffisamment informé sur la technologie « jumeaux numériques » et son utilisation ?
Sirris est une organisation qui soutient les entreprises industrielles dans leur démarche d’innovation. Elle sensibilise également les entreprises afin qu’elles adoptent davantage les nouvelles technologies. Récemment, nous avons mené des entretiens avec une trentaine d’entreprises sur l’adoption des technologies liées à l’industrie 4.0, en ce compris les jumeaux numériques. Nous avons constaté que, si elles s’y intéressent, elles sont encore à la phase du ‘modèle numérique’ et sont en train d’expérimenter l’intégration de ce modèle numérique dans le modèle physique.
En guise de conclusion, je dirais que de nombreuses entreprises ne voient pas encore la valeur ajoutée des jumeaux numériques dans un contexte de fabrication mais elle se montrent toutefois fort intéressées par la réalisation de POC à petite échelle.
La version originale de l’article (Liege Airport) a été publiée dans The Conversation France : https://theconversation.com/derriere-chaque-colis-livre-une-logistique-aerienne-millimetree-le-cas-de-laeroport-de-liege-245777
