Rédiger le cahier des charges d’un jumeau numérique

Le document commence souvent ainsi : « La présente consultation a pour objet la fourniture d’une plateforme de jumeau numérique en 3D du réseau. » Suivent trente pages sur la visualisation, les formats de maquette et l’ergonomie. Les données disponibles tiennent en un paragraphe, l’exploitation en une ligne. Un cahier des charges de jumeau numérique écrit de cette façon obtient des offres qui se ressemblent toutes à l’écran et diffèrent sur tout le reste, sans que l’acheteur puisse les comparer. La méthode qui suit renverse l’ordre : des décisions d’abord, l’outil à la fin.

Ce que le cahier des charges doit permettre

Un jumeau numérique est une représentation d’un objet ou d’un système réel, alimentée par des données de terrain, qui permet de comprendre son état et de simuler des scénarios. Les cadres de référence, comme la norme ISO 23247 pour l’industrie manufacturière, insistent sur ce lien permanent avec l’objet réel : sans lui, on a une maquette, pas un jumeau.

Le cahier des charges a donc trois fonctions : dire aux candidats quel problème le jumeau doit résoudre, leur donner une image honnête du point de départ, et fixer des critères qui permettront de vérifier, à la livraison puis en exploitation, que le problème est résolu.

Les rubriques, dans l’ordre où les écrire

1. Les décisions visées

C’est la rubrique qui manque le plus souvent, et celle qui donne leur sens à toutes les autres. Pour chaque cas d’usage : quelle décision, prise par qui, à quelle fréquence, avec quelles informations aujourd’hui, et ce qui serait meilleur demain. « Planifier le renouvellement des canalisations sur cinq ans en tenant compte des risques de rupture » est un cas d’usage. « Visualiser le réseau » n’en est pas un.

Mieux vaut deux ou trois cas d’usage bien décrits qu’une liste de quinze. Les candidats chiffreront plus juste, et la recette aura un contenu.

2. Le périmètre physique et fonctionnel

Ce qui est représenté (un équipement, une ligne, un bâtiment, un réseau, un territoire), avec ses limites, et ce qui ne l’est pas. Le périmètre initial peut être restreint, avec une extension prévue en tranche optionnelle : c’est souvent la façon la plus sûre d’acheter.

3. L’inventaire des données

Toutes les sources disponibles, avec leur état réel : plans et systèmes d’information géographique, historiques de supervision, capteurs en place, bases de maintenance, mesures ponctuelles. Pour chacune, le format, la profondeur d’historique, la fréquence de mise à jour, le propriétaire et les lacunes connues.

4. Le niveau de fidélité attendu

Un jumeau numérique n’a pas à être exact en tout ; il doit être assez juste pour la décision qu’il éclaire. Le cahier des charges fixe ce niveau par un critère vérifiable : un écart maximal entre valeurs simulées et mesurées sur une période de référence, la capacité à reproduire un événement passé connu, un délai maximal entre la mesure sur le terrain et sa prise en compte. Ce critère devient le test de recette.

5. Les utilisateurs et les usages

Qui utilisera le jumeau, avec quelle formation, sur quels postes et dans quelles conditions (bureau, terrain, astreinte). Un outil conçu pour des ingénieurs de modélisation ne sera pas utilisé par un chef d’exploitation qui dispose de cinq minutes entre deux interventions.

6. Les interfaces avec l’existant

Supervision, gestion de maintenance, système d’information géographique, outils métiers : chaque échange attendu, dans quel sens, à quelle fréquence, avec quel format. Les standards ouverts sont à privilégier quand ils existent dans votre domaine ; on les cite comme exigence d’interopérabilité, sans imposer un produit.

7. Hébergement, sécurité et conformité

Où les données peuvent être hébergées, qui y accède, quelles obligations s’appliquent à votre organisation (sécurité des systèmes d’information, protection des données personnelles, règles propres aux infrastructures critiques). Un jumeau numérique raccordé à la supervision d’un réseau d’eau ou d’énergie élargit la surface d’attaque de systèmes sensibles : l’architecture de raccordement mérite une exigence explicite.

8. Exploitation, réversibilité et transfert

Qui maintient les données et les modèles après la livraison, avec quels moyens et quel budget. Le cahier des charges demande un coût d’exploitation annuel détaillé, une documentation des modèles, un plan de transfert de compétences, et la restitution des données, des paramètres de calibrage et des modèles dans des formats exploitables en fin de contrat.

Ce qu’il faut demander aux candidats

Le cahier des charges décrit le besoin ; le règlement de consultation dit ce que les candidats doivent remettre pour être comparés. Pour un jumeau numérique, quatre pièces font la différence :

• Une note méthodologique qui reprend vos cas d’usage un par un et explique comment chacun sera traité.
• Une analyse de vos données à partir de l’inventaire fourni, avec les risques identifiés et la façon de les traiter.
• Un planning par phases, chaque phase avec son livrable vérifiable.
• Un coût complet sur la durée : réalisation, exploitation annuelle, évolutions, réversibilité.

Si le calendrier le permet, une démonstration sur un échantillon de vos propres données, identique pour tous les candidats, vaut mieux que n’importe quelle démonstration commerciale. Elle doit être prévue et encadrée dans les documents de la consultation, avec les mêmes conditions pour tous.

Avant de publier : une relecture en cinq questions

Un candidat qui ne connaît pas votre organisation peut-il comprendre, à la seule lecture, quelles décisions le jumeau doit améliorer ? Connaît-il l’état réel de vos données ? Sait-il comment sa livraison sera recettée ? Peut-il chiffrer l’exploitation ? Sait-il ce qu’il devra restituer à la fin ? Si l’une de ces réponses est non, les offres seront incomparables sur ce point.

Le découpage en phases se prépare avant la rédaction : notre article sur le financement d’un jumeau numérique par phases en détaille la logique, et le dossier jumeaux numériques présente les cas d’usage et les architectures les plus courants. Pour un cadrage avant consultation, notre expertise jumeaux numériques intervient en amont de la rédaction, sans parti pris sur la solution retenue.

Questions fréquentes

Faut-il imposer une plateforme dans le cahier des charges d'un jumeau numérique ?

Généralement non, sauf contrainte réelle d'intégration ou de souveraineté. Imposer une plateforme réduit la concurrence et déplace la discussion vers l'outil. Il vaut mieux décrire les résultats attendus, les données, les interfaces avec l'existant et les exigences d'hébergement, et laisser les candidats proposer leur solution.

Comment définir le niveau de fidélité attendu ?

Par un critère vérifiable sur un cas réel : par exemple, l'écart maximal accepté entre une valeur simulée et une valeur mesurée sur une période donnée, ou la capacité à rejouer un événement passé connu. Ce critère sert ensuite de test de recette.

Peut-on lancer un marché de jumeau numérique sans données de qualité ?

Oui, à condition de le dire. Le cahier des charges décrit alors l'état réel des données et inclut leur collecte ou leur remise à niveau dans le périmètre, éventuellement en tranche ferme préalable. Taire leur état conduit à des offres irréalistes et à des avenants.

Quelle durée prévoir pour l'exploitation ?

Une durée qui couvre au moins la stabilisation et un premier cycle d'usage complet, avec une clause de transfert de compétences. Un jumeau numérique sans exploitation financée cesse d'être à jour, donc d'être utile.