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INDUSTRIES NUMÉRIQUES

Des avancées en matière de simulation : Siemens-Georgia Tech

Par Virginie Maillard, responsable de la recherche, Siemens USA

Note de la rédaction : Siemens a collaboré avec Georgia Tech sur de nombreux projets au cours des cinq dernières années, chacun apportant une valeur réelle à l'aérospatiale, à la défense et aux transports.

L'un des principaux éléments de notre approche de la R&D consiste à intégrer l'innovation ouverte dans les ecosystems universitaires. En témoigne notre partenariat continu avec Georgia Tech, dans le cadre duquel Siemens a contribué au lancement du Centre d'excellence pour la simulation et le Digital Twin à l'école.

Au sein du laboratoire de conception de systèmes aérospatiaux (ASDL) de Georgia Tech, le centre d'excellence a été soutenu par un investissement de 1,8 million de dollars de Siemens en 2021. Des ingénieurs, des scientifiques et d'autres chercheurs ont travaillé avec des étudiants de premier cycle et des cycles supérieurs pour utiliser les fonctionnalités basées sur les données et les modèles afin de trouver des moyens d'optimiser les systèmes complexes de bâtiments et d'infrastructures de transport.

L'un des principaux objectifs de ce partenariat était de préparer les étudiants à intégrer la main-d'œuvre STEM de demain tout en renforçant le rôle de l'ingénierie numérique dans les bâtiments. La plupart des simulations de modélisation étaient centrées sur les infrastructures et la mobilité dans et autour de l'aéroport d'Atlanta.

Les chercheurs ont travaillé collectivement sur l'utilisation de jumeaux numériques pour concevoir, améliorer et planifier les infrastructures des bâtiments, des communautés et des transports. Ils ont également étudié les architectures dynamiques de systèmes qui peuvent s'adapter à l'évolution des environnements, et ont évalué les technologies liées à la résilience technique, aux systèmes d'autoréparation et à la validation et à l'étalonnage des jumeaux numériques.

Le partenariat entre le laboratoire de conception de systèmes aérospatiaux de Georgia Tech et Siemens illustre un écosystème d'excellence : un institut de recherche classé au niveau mondial dans les secteurs de l'aérospatiale, de la défense et des transports, avec des chercheurs et des étudiants talentueux capables de faire leur travail avec la technologie Siemens, en connectant de manière fluide les données, les modèles et les systèmes tout au long du cycle de vie.
Paolo Colombo, Responsable du développement industriel mondial, Aérospatial et défense, Siemens DISW

Trois ans de découvertes en matière de simulation : création de valeur pour les infrastructures et la mobilité

Les projets créés au sein du Centre d'excellence nouvelles normes et fonctionnalités pour modéliser des infrastructures et une mobilité complexes. Les découvertes faites par Siemens et Georgia Tech ces trois dernières années apporteront une réelle valeur à la conception et à la planification des infrastructures et des transports de demain.

Les chercheurs se concentrant sur la région de l'aéroport d'Atlanta, l'aéroport le plus fréquenté du monde, les avancées en matière de simulation et de modélisation sont en mesure de générer des résultats concrets significatifs.

Siemens et Georgia Tech ont participé à sept projets de recherche spécifiques :

  • Recharge des véhicules électriques et optimisation de la mobilité via Visualization Environment (EVERMOVE) :

    Le projet EVERMOVE était axé sur le placement stratégique de bornes de recharge pour véhicules électriques (EVCS) au sein de l'aérotropolis d'Atlanta pour une mobilité durable à grande échelle. L'étude a mis au point de nouvelles fonctionnalités puissantes en matière de modélisation de la résilience basée sur des scénarios, de prévision de la demande de mobilité aérienne et d'optimisation des infrastructures en cas d'incertitude, contribuant ainsi à créer une nouvelle norme pour l'analyse des transports durables.

  • Analyse intégrée de l'architecture verte (GAIA) :

    Le projet GAIA a créé des modèles de charges énergétiques pour explorer la relation entre la demande et

    optimale approvisionnement pour divers scénarios pour le siège social de Siemens Corporate Technology (CT) à Princeton, dans le New Jersey. Le résultat a été une série de simulations qui ont permis de mieux comprendre les tendances, les interdépendances et la robustesse des portefeuilles DER optimisés en termes de coûts, des simulations qui pourraient ensuite être utilisées pour mieux concevoir les systèmes énergétiques sur site.

  • Simulation énergétique horaire pour l'analyse des injections technologiques (HESTIA) :

    Le projet HESTIA s'est concentré sur le Kendeda Living Building de Georgia Tech, un campus durable qui peut produire de l'électricité grâce à des panneaux solaires utilisés sur les toits pendant la journée. Pour déterminer l'utilisation optimale de tout excédent d'énergie, les chercheurs ont créé un précédent en modélisant les systèmes des bâtiments à l'aide de technologies établies et émergentes afin de réaliser des économies de coûts et de réduire les émissions.

  • Environnement de mobilité intégrée pour l'exploration d'infrastructures durables (NEXUS) :

    Le principal défi relevé par NEXUS était de savoir comment évaluer et comparer objectivement les futures alternatives de mobilité sans encourir les risques et les coûts liés aux essais physiques. Cela a produit un tableau de bord d'aide à la décision entièrement interactif capable de visualiser les compromis en matière de stratégies de mobilité en temps réel, créant ainsi la capacité de modéliser les conditions de transport de référence qui aideront à faire passer la planification des transports de solutions réactives à une optimisation proactive.

  • Infrastructure résiliente à l'énergie pour la mobilité et la demande d'énergie (PRIMED) :

    Le projet PRIMED a examiné les avantages de différents portefeuilles de technologies énergétiques (un mélange de DER et d'énergie fournie par le réseau) pour gérer les variables de recharge des véhicules tout en étant capables de faire face à la fois à une demande extrême de déplacements et à des pannes de réseau. Cela a permis de mieux comprendre comment les DER peuvent améliorer la résilience des périodes de voyages à fort volume.

  • Transport intégré durable et transformateur (TRANSIT) :

    Le projet TRANSIT a élaboré une méthodologie complète pour modéliser, simuler et optimiser les réseaux de transport confrontés à des événements perturbateurs. Cela a donné naissance à une plateforme interactive entièrement intégrée sur laquelle les parties prenantes pouvaient comparer les stratégies de mobilité et hiérarchiser les indicateurs de performance en temps réel.

  • Transitioning to Electric Resources for Resiliency and Affordability (TERRA) :

    Le projet TERRA a modélisé la demande énergétique spécifique de l'aéroport international Hartsfield Jackson d'Atlanta (HJAIA) afin de quantifier les nouveaux objectifs de résilience. Cela a donné naissance à un modèle original pour examiner les compromis entre la priorisation des différentes charges critiques en cas de panne.

Nos projets collaboratifs au sein du Georgia Tech Center of Excellence ont apporté une valeur ajoutée significative à Siemens. Grâce à ces efforts, Siemens a accéléré la recherche et le développement dans les domaines de la ventilation des bâtiments, de la qualité de l'air intérieur, de la gestion des foules et de l'optimisation des infrastructures, des fonctionnalités de plus en plus essentielles dans les environnements bâtis et les transports en évolution rapide d'aujourd'hui. Ces innovations aideront Siemens à relever des défis complexes en matière d'efficacité énergétique, de résilience et de santé publique, tout en renforçant son leadership dans le domaine des technologies de jumeau digital et de simulation.

« Les nouvelles technologies étant lancées à un rythme sans précédent, l'avenir de l'aérospatiale et de la défense dépend de plus en plus de la capacité à créer et à maintenir un ecosystem d'excellence », a déclaré Paolo Colombo, responsable du développement industriel mondial, aérospatiale et défense, Siemens Digital Industries Software (DISW). « Le partenariat entre l'ASDL et Siemens en est l'illustration parfaite : un institut de recherche classé au niveau mondial dans les secteurs de l'aérospatiale, de la défense et des transports, qui compte de brillants chercheurs et étudiants capables de faire leur travail grâce à la technologie Siemens, en connectant de manière fluide les données, les modèles et les systèmes tout au long du cycle de vie. »

Siemens-Georgia Tech Partnership Infographic

L'expertise et les avancées technologiques développées dans le cadre de ces projets ont notamment permis à Siemens de faire partie de deux équipes récompensées par le programme Building Resilient Environments for Air and Total Health (BREATHE) de l'Agence des projets de recherche avancés pour la santé (ARPA-H). Ce programme prestigieux, financé par l'ARPA-H, soutient des recherches de pointe visant à améliorer la qualité de l'air intérieur et les résultats sanitaires dans les espaces partagés. L'implication de Siemens, aux côtés d'organisations de premier plan telles que Mayo Clinic et SafeTraces, témoigne de notre influence croissante et de notre accès au marché en pleine expansion de la santé et de l'environnement bâti. La reconnaissance accordée par l'ARPA-H montre à quel point les recherches du Centre ont eu un impact réel, ouvrant ainsi de nouvelles voies à Siemens pour proposer des solutions innovantes qui favorisent des environnements plus sains et plus résilients.

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Un accent renouvelé sur la collaboration : modélisation du futur grâce à la curation des données par l'IA

Le partenariat entre Siemens et Georgia Tech répond à la croissance exponentielle des données de simulation technique, qui met en évidence la nécessité de découvrir et de réutiliser efficacement les connaissances. Le marquage manuel des métadonnées des artefacts numériques, tels que les fichiers CAO/CAE et les rapports de simulation, demande beaucoup de main-d'œuvre et est sujet aux erreurs, ce qui rend les solutions automatisées essentielles. Siemens et Georgia Tech poursuivent ensemble une curation des données basée sur l'IA afin d'automatiser la collecte des métadonnées, dans le but d'améliorer la représentation, la simulation et l'intégration basées sur des modèles aux environnements PLM existants.

Nos efforts de recherche à Georgia Tech, l'un des principaux universités participant au programme mondial Siemens Research and Innovation Ecosystem—soulignez notre engagement commun en faveur de l'innovation tout en préparant la main-d'œuvre de demain. Les jeunes chercheurs participant à ces projets de pointe seront les innovateurs en matière de haute technologie des prochaines décennies.

Publié le 4 février 2026