Jumeaux numériques : la France du Numérique qui gagne
26/09/2022
Jeudi 22 septembre 2022, j’ai eu le plaisir de participer à la journée organisée à Biarritz par Teréga Solutions pour présenter leur solution numérique io-base.
Avec GRTGaz, Teréga est l’un des deux grands acteurs français du transport de gaz, sujet au combien stratégique en ce moment! Les installations gérées par Teréga représentent plus de 5 000 km de tuyaux de transport de grandes dimensions, à haute pression.
Teréga est aussi, comme Storengy, un acteur clé du stockage de gaz, avec comme principal site celui de Lussagnet, dont l’origine remonte aux gisements de gaz de Lacq. Lussagnet dispose d’une capacité de stockage de 3GNm3.
Teréga a démarré en 2017 une exceptionnelle et très rapide Transformation Numérique, que j’ai eu le grand honneur d’accompagner. Comme toute Transformation Numérique moderne, elle s’appuie sur l’usage intensif des Clouds Publics, AWS et GCP dans le cas de Teréga.
Très rapidement, les dirigeants de Teréga ont décidé que les infrastructures physiques de transport et stockage de gaz devaient rester à 100% déconnectées du Cloud et d’Internet. Toute cyberattaque réussie sur ces infrastructures physiques pourrait entraîner la mort de nombreuses personnes.
La démarche de construction d’un jumeau numérique c'est imposée comme la seule réponse solide et pérenne à ces dangers.
La solution io-base, développée au début pour les usages internes de Teréga, est ensuite devenue un produit numérique, commercialisé par la filiale Teréga Solutions.
Dans ce billet, je vous propose de:
- Rappeler les principes des jumeaux numériques.
- Comprendre les avantages de la solution io-base.
- Découvrir quelques premiers usages d’io-base.
- Voir comment la France peut s’appuyer sur io-base pour devenir un leader européen et mondial des solutions de jumeaux numériques.
Jumeaux numériques : principes de base
Le principe du jumeau numérique est simple: il s’agit de construire une “image numérique” d’une installation physique.
Ce schéma en présente les principaux composants.
Sur la partie gauche, j’ai représenté l’environnement physique:
- Des équipements à piloter: la variété de ces installations est grande.
- Installation de transport et de stockage de gaz, d’eau ou d’électricité.
- Hôpitaux et établissements de santé.
- Réseaux ferroviaires ou de métro.
- Usines de traitement de matières nucléaires.
- …
- Des informations à saisir. Des capteurs de pression, de vitesse, de vibration… envoient les mesures dans des bases de données. La variété des données, des outils de saisie et le fait que ce sont souvent des technologies numériques très anciennes rendent complexe cette saisie de données.
- Des logiciels d’analyse de ces données, regroupées sous le nom de SCADA, vont ensuite permettre d’agir sur les installations physiques.
- La seule manière efficace de protéger ces installations physiques des cyberattaques est de les déconnecter à 100% d’Internet et du Cloud. Une seule porte d’entrée ouverte suffit pour créer un risque majeur. Elles doivent donc impérativement être “on premise”, sur des infrastructures numériques, serveurs, réseaux et objets d’accès qui n’ont aucun lien vers le monde extérieur.
Sur la partie droite, on trouve le jumeau numérique:
- La flèche verte indique que l’on recopie 100% des données venant de l’environnement physique dans une base de données externe.
- La flèche rouge montre qu’il est impératif d’interdire tout retour d’information depuis le jumeau numérique vers l’informatique “on premise”.
- Ce jumeau numérique est construit dans les Clouds Publics, pour avoir accès à toute la puissance de calcul et de stockage dont on a besoin dans les IaaS, Infrastructures as a Service.
- Le jumeau numérique reçoit aussi les données externes dont on a besoin pour gérer efficacement les installations physiques: météo, demandes des clients et des fournisseurs… Ceci est représenté par la flèche jaune.
- L’entreprise peut utiliser toutes les ressources logicielles disponibles dans les Clouds Publics en SaaS, Software as a Service, et créer les applications métiers indispensables avec les outils PaaS, Platform as a Service.
Au milieu, j’ai représenté le poste de pilotage des installations physiques:
- Les personnes responsables de ce pilotage disposent de deux écrans, l’un relié au SCADA, l’autre au jumeau numérique.
- Ces deux écrans sont totalement indépendants: aucune donnée ne peut passer de l’un à l’autre.
- L’écran du jumeau indique les opérations à réaliser sur les installations physiques. La personne utilise ensuite l’écran relié au SCADA et aux équipements pour exécuter les opérations nécessaires.
Les apports de io-base aux jumeaux numériques
Cette journée io-base du 22 septembre 2022 avait pour objectif de démontrer que cette solution numérique avait atteint un niveau de maturité suffisant pour pouvoir être déployée dans toutes les entreprises ayant besoin d’un jumeau numérique, et elles sont nombreuses!
Objectif réussi.
Teréga Solutions avait construit une maquette de démonstration pour simuler le pilotage d’une installation fournissant des énergies renouvelables, éoliennes et solaires.
Sur cette maquette, on trouve, de bas en haut:
- La partie réseau qui communique avec les installations physiques.
- La “box” Indabox, l’innovation technologique inventée et brevetée par Teréga Solutions. Elle comporte trois composants physiques indépendants:
- Un connecteur qui capte les données venant des installations physiques.
- Un boîtier qui fait office de “diode numérique” en permettant le passage de données dans un seul sens, du physique vers le jumeau numérique.
- Un connecteur qui envoie les données vers le jumeau numérique.
- C’est Indabox qui garantit que la flèche rouge sur mon schéma d’un jumeau numérique est bien protégée.
- La partie réseau qui communique vers le jumeau numérique.
- En haut, un panneau solaire et un ventilateur utilisés pour simuler les sources d’énergies renouvelables.
Avec Indabox, Teréga propose une solution unique au monde qui sécurise parfaitement les échanges entre les installations physiques et les jumeaux numériques.
Sur ce graphique, produit en temps réel par le jumeau numérique, on visualise la production d’énergie par les éoliennes et les panneaux solaires. Il suffisait de passer sa main devant le panneau solaire pour voir immédiatement la production d’énergie se réduire.
J’ai une excellente nouvelle pour toutes les entreprises qui gèrent des infrastructures physiques critiques qu'il faut impérativement sécuriser: elles peuvent maintenant créer leur jumeau numérique en toute confiance.
Quand la France innove dans le numérique, je suis vraiment très heureux de pouvoir en parler et en faire la promotion.
Importance de la logique d’indépendance dans les architectures numériques
Les lecteurs de mon blog sont familiarisés avec le modèle B I S D que j’utilise depuis de nombreuses années:
- I = Infrastructures
- B = Usages cœur métier (Business)
- S = Usages Support, universels
- D = Données
Dans la logique de ce modèle, je milite aussi pour créer une indépendance aussi forte que possible entre:
- Les infrastructures et les données.
- Les usages et les données.
C’est ce que j’ai représenté sur ce schéma.
La création d’un jumeau numérique confirme à quel point cette double démarche BISD et indépendances est au cœur des architectures numériques modernes.
Que ce soit dans l’environnement industriel ou dans le jumeau numérique, ces indépendances infrastructures, données et usages permettent de créer des jumeaux numériques pour tout type d’entreprise, dans toutes les configurations envisageables.
Quand Indabox transmet les données depuis le monde industriel vers le jumeau numérique, elle ne fait aucune hypothèse sur les solutions techniques utilisées pour gérer les données dans le jumeau numérique.
Ces données, une fois disponibles dans le jumeau numérique, pourront être utilisées pour des dizaines de cas d’usages différents, que l’on n’a pas à définir à l’avance.
C’est ce que l’on va découvrir dans les paragraphes suivants.
Jumeaux numériques au service de la Frugalité Numérique
L’objectif initial de Teréga en créant son jumeau numérique était de sécuriser ses infrastructures industrielles, et cela reste un objectif prioritaire.
Très vite, Teréga a aussi entrepris une démarche ambitieuse de frugalité numérique et, plus généralement, de réduction de ses émissions de gaz à effet de serre.
Dans son intervention pendant cette journée, Dominique Mockly, PDG de Teréga, a présenté les objectifs très ambitieux de l’entreprise dans ces domaines pour 2050:
- Teréga 100% décarboné.
- 100% du gaz transporté décarboné.
- Et bien sûr, le numérique est indispensable pour réussir ces deux défis.
Les données transmises au jumeau numérique permettent maintenant à Teréga de suivre tous ses usages et d’améliorer immédiatement la frugalité des installations industrielles existantes. Cet usage au service de la frugalité numérique n’était pas prévu au départ, mais a été rendu possible par la mise disposition des données dans le jumeau numérique.
Dans leur intervention qui a suivi, Daniel Widera, Directeur Transformation, Digital et Performance chez Teréga et Emilie Bouquier, Directrice de la Business Unit Multi-énergie et Digital de Teréga Solutions ont présenté les résultats impressionnants obtenus dans la réduction de la consommation d’énergie des infrastructures serveurs et réseaux de Teréga: 96%!
Sur le même sujet de la frugalité numérique, ou plutôt de la sobriété numérique pour utiliser leur vocabulaire, un représentant du CIGREF (Club Informatique des Grandes Entreprises Françaises) a fait le point des travaux de leur groupe de travail sur ce thème. Un nouveau rapport, en complément de celui déjà produit en 2021, devrait être publié rapidement.
La suite logique de cette réunion me paraît évidente: 100% des entreprises du CIGREF qui gèrent des infrastructures industrielles, et elles sont nombreuses, peuvent déployer en 2023 un jumeau numérique en utilisant la solution française io-base proposée par Teréga Solutions!
Exemples d’usages des jumeaux numériques
Deux tables rondes ont clôturé la matinée.
La première était consacrée aux usages de la solution io-base. J’ai choisi de parler de deux des cas présentés.
Raphaël Di Pace est directeur de projets chez IDEC Groupe. Ils installent des panneaux solaires sur les toits des entrepôts logistiques qu’ils construisent. io-base sera utilisé pour gérer et commercialiser la production d’électricité par ces installations.
Bernard Plano est maire de Lannemezan et Président de ESL, Energies Services Lannemezan, fournisseur de gaz, d’électricité et d’eau pour sa ville. io-base sera utilisé pour optimiser, mesurer et réduire les consommations dans ces trois domaines. Comme il l'a déclaré: “tous les maires de France sont concernés”.
Et un beau marché de plus pour io-base!
Un écosystème de partenaires technologiques pour io-base
Teréga Solutions a fait le choix intelligent de créer un écosystème de partenaires technologiques pour accompagner la croissance des activités autour d’io-base.
Plusieurs d’entre eux ont participé à la deuxième table ronde, dont:
- AWS, le Cloud Public utilisé pour le jumeau numérique. C’est un choix logique, quand on connaît l’avance d’AWS dans le domaine des usages industriels des Clouds Publics par rapport à ses grands concurrents.
- MP Data, spécialiste des solutions de gestion d’installations industrielles dans le secteur de l’énergie. Un des cas d’usages concerne les fermes d’éoliennes. La casse d’une pale se traduit par une immobilisation de plusieurs mois. Il existe de nombreux capteurs sur ces installations, mais les données ne sont pas utilisées. Avec io-base, il est possible de faire de la maintenance préventive dans le jumeau numérique et d’éviter ces pannes en anticipant les réparations nécessaires.
- Yogosha est un acteur innovant du monde de la cybersécurité. Ils font travailler des “hackers éthiques" pour tester la robustesse des solutions numériques. Teréga Solutions utilise ses services. C’est une bonne assurance qualité pour les clients potentiels de io-base!
Quels potentiels pour la France et l’Europe, immédiatement
Vous l’avez compris, construire des jumeaux numériques est urgent et indispensable pour protéger toutes les organisations dont l’attaque de leurs installations techniques par des cybercriminels pourrait avoir des conséquences dramatiques pour la vie de leurs clients ou des populations.
Avec io-base, la France dispose d’une solution innovante, unique au monde et opérationnelle qui permet de construire en toute sécurité des jumeaux numériques.
Je vois trois priorités pour l’année 2023:
- Les entreprises qui gèrent de grands réseaux de transport d’énergie, gaz, électricité, pétrole…
- Toutes les organisations qui gèrent la distribution de l’eau en France. À côté des géants du secteur, il y a des centaines de petites entreprises ou de mairies qui font ce métier et n’ont ni les compétences ni les ressources pour protéger efficacement leurs installations contre des cybercriminels de plus en plus performants.
- Et … les hôpitaux! Il y a plus de 1500 établissements hospitaliers en France, et aucun, j’insiste, aucun, n’est aujourd’hui capable d’isoler efficacement ses installations opérationnelles auxquelles sont reliés les personnes soignées. Combien faudra-t-il de morts avant que l’on prenne les décisions qui s’imposent?
Face à l’urgence et à la gravité des menaces qui pèsent sur ces milliers d’installations industrielles, je propose que tous les organismes publics qui ont le pouvoir d’agir dans ce domaine, ministères, ANSSI et autres, changent immédiatement leurs positions sur ces sujets et décrètent que:
- Tous les systèmes informatiques qui gèrent les infrastructures industrielles sont déconnectés à 100% d’Internet et du Cloud. À 100% et pas à 99%!
- La construction d’un jumeau numérique dans les Clouds Publics opérationnels aujourd’hui est possible et encouragée. L’anathème porté par trop de responsables politiques français contre les Clouds Publics sous le prétexte idiot qu’ils sont américains doit cesser, et vite.
- La solution française io-base est utilisée pour tous ces jumeaux numériques, pour garantir l’inviolabilité des informatiques industrielles.
Tout ceci est possible, dès 2023, en utilisant les technologies et solutions numériques existantes sur le marché.
Dans mon billet de blog “j’ai mal à mon Europe du Numérique”, publié fin 2021, j'ai identifié sept DC2E (Digital Commando of Excellence in Europe), domaines dans lesquels l’Europe et la France doivent concentrer leurs efforts.
Les jumeaux numériques sont en quatrième position dans cette liste.
Je reviens de cette journée io-base à Biarritz encore plus optimiste sur la possibilité pour la France de devenir un leader mondial du numérique dans la construction des jumeaux numériques.
L’avance prise par la France dans ce domaine peut ensuite s’exporter dans… 100% des pays du monde. Ils ont tous, absolument tous, les mêmes défis urgents de sécurité à résoudre.
Réussir cette percée technologique spectaculaire dans le monde numérique ne demande pas d’investissements qui se mesurent en milliards d’euros et dizaines d’années. Toutes les solutions sont disponibles pour passer à l’action, dès 2023.
La seule chose qui manque, mais c’est hélas la plus difficile à rencontrer, c’est le courage politique des décideurs en France.
Pour cela, ils doivent remettre en question des dogmes dangereux et démodés sur ce que sont les bonnes pratiques en matière de sécurité numérique des organisations.
Est-ce que je serai écouté?
Est-ce que je serai entendu?
Est-ce que les idées simples et opérationnelles que je propose aujourd’hui seront mises en œuvre?