Approche DevOps pour le développement et l’évolution systématique des jumeaux numériques appliqués aux environnements bâtis

Résumé

Au cours de la dernière décennie, les jumeaux numériques ont connu un essor remarquable, porté par leur fort potentiel et leur impact tangible dans divers secteurs, notamment celui de l’environnement bâti, où ils offrent des perspectives inédites en termes d’optimisation de la gestion des actifs et d’amélioration de l’efficacité opérationnelle. Leur mise en oeuvre repose, toutefois, sur des systèmes logiciels complexes, nécessitant non seulement une intégration rigoureuse, mais aussi une maintenance continue et une capacité d’évolution soutenue pour s’adapter aux exigences changeantes des utilisateurs. Le développement des jumeaux numériques, malgré les avancées dans le domaine, reste freiné par l’absenced’approches systématiques et évolutives. Ce manque se révèle d’autant plus critique que leur mise en oeuvre exige une collaboration interdisciplinaire, mobilisant des expertises variées. En ingénierie logicielle, le paradigme DevOps s’est quant à lui imposé comme un levier stratégique pour améliorer la qualité et la fiabilité des systèmes, grâce à l’adoption de bonnes pratiques issues du génie logiciel appliquées à l’ensemble du cycle de vie des applications. Le présent mémoire propose une approche DevOps adaptée aux jumeaux numériques dans le contexte de l’environnement bâti. Elle vise à encourager un développement agile et itératif, capable de générer rapidement de la valeur tout en assurant une évolution continue des systèmes, notamment grâce à l’automatisation des processus à travers des pipelines d’intégration et de déploiement continus (CI/CD). JuNo-OPS, un framework conçu selon une architecture microservices, favorisant la modularité, la scalabilité et l’indépendance des services, est ainsi présenté. Il repose sur une infrastructure pensée pour abstraire les aspects techniques transversaux du développement, permettant aux experts du domaine de se concentrer sur l’apport fonctionnel des jumeaux numériques spécifiques à leurs cas d’usage, qu’il s’agisse de gestion énergétique, de confort thermique, de qualité de l’air ou tout autre besoins métiers. L’approche proposée s’appuie sur l’observation et l’analyse des développements de divers jumeaux numériques dans le domaine de l’environnement bâti, mettant en lumière les pratiques actuelles ainsi que les principaux défis associés. Le framework a été développé, testé et exploré dans le contexte d’une salle multifonctionnelle à l’ÉTS. Il s’articule autour de deux aspects principaux : l’architecture modulaire du logiciel et l’infrastructure DevOps mise en place pour soutenir son développement, son intégration continue et son déploiement continu. Enfin, ce mémoire aborde les défis rencontrés ainsi que les perspectives d’évolution du framework, visant à en améliorer l’efficacité et à élargir son champ d’application.

Date	28 avr. 2025
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Francis Bordeleau (Directeur(-trice)) & Erik Andrew Poirier (Codirecteur(-trice))