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AI Twilight : L’intelligence artificielle (IA) illumine l’industrie européenne de l’éclairage

Le projet européen AI-Twilight, soutenu par le Cluster Lumière et réunissant 26 universitaires, laboratoires, concepteurs lumière et industriels de l’éclairage, entrera bientôt dans sa deuxième année de travail.

Personnalisation et stratégie appropriée en matière de garantie sont considérées comme les principaux éléments de différenciation concurrentielle dans le secteur de l’éclairage à l’heure actuelle. Cela dit, ce secteur emploie toujours des techniques de simulation traditionnelles dans la conception de base des produits. Dans ce contexte, le projet AI-Twilight financé par l’Union Européenne intégrera les mondes virtuels et physiques afin de promouvoir les innovations dans les domaines concurrentiels du secteur européen de l’éclairage. Le projet créera des jumeaux numériques de sources lumineuses et d’électronique LED et des modèles d’auto-apprentissage grâce à des techniques d’Intelligence Artificielle (AI) et d’analyse. AI-Twilight facilitera l’utilisation des jumeaux numériques dans le flux de conception numérisé et leurs applications en amont, jusqu’aux jumeaux numériques des systèmes d’éclairage des grandes infrastructures. Le projet testera les méthodes, les modèles et les outils d’AI-Twilight dans les domaines que sont notamment l’automobile, de l’horticulture et de l’éclairage public.

Le projet européen AI-Twilight regroupe 4 entreprises ayant chacune un rôle bien distinct :

  • Ingélux sera responsable des démonstrateurs/cas d’étude (implementation and use cases). Il effectuera un lien avec le terrain, l’établissement des cahiers des charges, les tests des solutions en cours d’élaboration ainsi que la participation active à la standardisation.
  • Ecce Lectroparticipera aux « user requirements » en amont pour définir les besoins en prédiction de durée de vie et en feedbacks de contraintes terrain à prendre en compte dans les développements. De plus, Ecce Lectro aura pour mission la fourniture de composants de luminaires/drivers pour les développements et les tests pendant le modeling. La construction de prototypes de luminaires intégrant les nouveaux drivers avec leurs fonctionnalités permettant notamment l’AI ainsi que la participation aux « use cases » pour tests et mesures sur site.
  • Arcom participera aux « user requirements » pour établir les besoins et les pistes raisonnables à développer. Les test des solutions au cours de leur développement, la fourniture de « use cases » déjà enregistrés ou en cours d’enregistrement pour tester et entrainer les systèmes d’AI concernera également Arcom. De plus, la PME s’occupera de la fourniture de composants et cartes de gestion pour les démonstrateurs et l’organisation de « use cases » en France.
  • Citeos (groupe Vinci) établira les « requirements » d’un point de vue utilisateur avec les besoins en gestion (smartlighting), les contraintes et objectifs sur la maintenance des luminaires LED urbains. En tant qu’utilisateur final, Citeos participera à l’évaluation des modèles et en particulier à leur facilité d’utilisation. Egalement, il organisera un démonstrateur/Use case d’éclairage urbain en France.

Ce projet traite du développement de doubles virtuels (virtual twins) des luminaires LED capables de s’auto-adapter aux différents environnements d’installation grâce à l’apprentissage par intelligence artificielle, et de prédire les performances effectives des luminaires dans le temps, y compris la durée de vie. Le double virtuel permet de s’intégrer dans le contexte de “Virtual building”, de réduire le besoin de prototypage de luminaires, et de valoriser les luminaires de qualité vis-à-vis de la concurrence internationale et en particulier asiatique. Il aborde différentes thématiques :

  • Intelligence artificielle et Big Data (apprentissage des modèles de comportement)
  • Economies d’énergie et efficacité des systèmes (efficacité énergétique, réduction de consommation)
  • Nouvelles technologies de l’information (gestion intelligente des systèmes)
  • Durée de vie des matériaux et des installations (prédiction de la durée de vie)
  • Réduction des besoins de maintenance (meilleure organisation des périodes de maintenance)

Le Cluster Lumière soutient le projet qui entre bientôt dans sa deuxième année, avec en particulier :

  • La mise à disposition de deux zones du bâtiment Lumen pour permettre l’installation de dispositifs expérimentaux d’éclairage associés à leurs capteurs. Ces deux « Use Cases », l’un à l’intérieur du bâtiment dans une circulation, et l’autre à l’extérieur du bâtiment en éclairage public, permettront de comparer le comportement d’installations réelles d’éclairage avec le comportement simulé grâce aux « doubles virtuels » des dispositifs d’éclairage qui seront développés pendant le projet AI-Twilight. La capacité d’adaptation de ces virtual twins et les bénéfices obtenus seront également vérifiés et quantifiés grâce à ces expérimentations réelles.
  • La connexion à venir avec le Campus Lumière dans le cadre de l’intégration des thématiques innovantes développées dans AI-Twilight (outils de simulation numérique, Intelligence Artificielle, outils de mesure de pointe en électronique et en thermique) dans les programmes du Campus, afin de présenter aux étudiants pré-bac les domaines d’innovation de l’éclairage, les jeunes (et moins jeunes !) imaginant souvent l’éclairage comme uniquement lié à l’électricité.
  • La participation à la dissémination du savoir et des résultats du projet vers les membres du Cluster Lumière dans les newsletters ou autres informations régulières
  • Le rayonnement du Cluster et de ses membres par la mise à disposition des locaux de Lumen pour les réunions de consortium ainsi que les réunions de suivi d’avancement demandées par la Commission Européenne qui se déplacera à Lumen. La venue des experts européens de l’éclairage à Lumen donnera un coup de projecteur sur le dynamisme du Cluster Lumière et sa capacité à animer le réseau professionnel de l’éclairage.

Les phases de développement actuel du projet sont les suivantes :

Après une mise en route ralentie par la pandémie, le projet est désormais sur les rails avec plusieurs workpackage travaillant en parallèle et en étroite collaboration en raison de leur interdépendance.  La définition des besoins des utilisateurs associés à la sélection des principales sources d’éclairage devant être étudiées a été faite, permettant aux autres WPs d’avancer avec des données et des objectifs fiabilisés.

L’un des WPs est actuellement en train de définir les méthodes de mesure accélérée des modules LEDs (mesures électriques, thermiques, optiques), ces mesures devant ensuite permettre de créer les doubles virtuels les plus fidèles à l’intérieur d’un autre workpackage. Ce dernier développe ainsi les algorithmes de représentation du comportement des modules LEDs, de leurs drivers, de leurs optiques, et construit également les dispositifs d’auto-adaptation des modèles, en utilisant des techniques d’Intelligence Artificielle avec un apprentissage utilisant des bases de données étendues.

Un autre workpackage a défini les différents « Use Cases » à installer pour vérifier la fiabilité des doubles virtuels dans différents domaines d’application (automobile, horticulture, éclairage général, éclairage urbain). Enfin le dernier workpackage a démarré les actions de communication de la méthodologie de AI-Twilight, et la préparation des moyens de dissémination des résultats à venir. L’ensemble de ces travaux vise à produire un outil le plus efficace possible, mais aussi utilisable par le plus grand nombre, pour que l’ensemble de l’industrie de l’éclairage européen renforce sa compétitivité et dispose d’outils innovants de conception de produits ainsi que d’un moyen de simulation et de prédiction de performances.

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