JUNN

Benoit Frédéricque (IGN) · Quentin Houéry (IGN)

uc10b Domaine: Geospatial Maturité: Prototype Provider: IGN Publié le: 24 juin 2026 Version: r1.0

Résumé

Le système physique est la France et ses territoires : systèmes naturels et anthropisés liés à l’occupation des sols, à la construction, dans un contexte de changement climatique et de menaces anthropiques croissantes.

Les Jumeau Numériques des Territoires (JNT) sont des modèles numérique dynamiques et prospectifs des territoires. Ils s’inscrivent à une échelle territoriale plus fine que les modèles à l’échelle mondiale et plus abstraites que les jumeaux numériques locaux (ex : Jumeau d’ouvrage d’art, jumeaux d’usines). Le programme JUNN a pour objectif de fournir une fondation technique open-source et un jeu de données 3D ouvert pour faciliter le développement d’initiatives de jumeaux numériques de territoires.

Sept familles de cas d’usage métier ont été priorisés : planification urbaine durable, identification de sites d’énergies renouvelables, territoires résilients face aux catastrophes naturelles, optimisation de l’usage de l’eau, adaptation des forêts au changement climatique, lutte contre les épidémies, optimisation des offres de mobilité territoriale.

Description fonctionnelle

Utilisateurs

Un décideur territorial (collectivité, État) - exploite les visualisations et simulations de scénarios pour orienter les politiques d’aménagement, de gestion des risques ou d’adaptation climatique.
Un chercheur / scientifique - utilise la fondation open-source et les données géospatiales pour développer et valider des modèles de phénomènes physiques ou sociaux à l’échelle du territoire.
Un développeur de jumeaux numériques - s’appuie sur la fondation technique pour construire des jumeaux territoriaux locaux ou thématiques.
Un opérateur technique (IGN, collectivité) - alimente et maintient le jeu de données 3D ouvert en évolution continue.

Besoins fonctionnels

Décrire + Visualiser · Un décideur territorial veut disposer d’une représentation 3D unifiée et à jour du territoire (occupation des sols, bâti, relief, végétation) pour comprendre l’état actuel et simuler l’impact de scénarios d’actions. Métrique : cohérence des données multi-sources, couverture nationale à 20 cm/pixel.
Simuler + Prédire · Un expert risques veut simuler des phénomènes physiques (inondations, incendies, glissements de terrain) sur le modèle 3D pour évaluer la résilience des territoires et planifier les actions préventives. Métrique : résultats de simulation cohérents avec les observations de référence.
Identifier + Évaluer · Un planificateur veut identifier des sites favorables aux énergies renouvelables (solaire, éolien) ou cartographier les zones à risque pour orienter les décisions d’aménagement. Métrique : couverture nationale des analyses thématiques.
Agréger + Fédérer · Un développeur de jumeaux territoriaux veut réutiliser le socle technique open-source pour construire des JN locaux ou thématiques interopérables avec JUNN. Métrique : nombre d’initiatives locales s’appuyant sur la fondation.

Caractérisation du Jumeau Numérique

Grille basée sur le framework unifié de Gil et al. (2024) - 21 caractéristiques.

MC1 - Système étudié

La France et ses territoires : systèmes naturels (relief, hydrographie, végétation, forêts) et anthropisés (occupation des sols, bâti, infrastructure, réseaux de transport), couvrant les échelles mondiale, nationale et locale, dans un contexte de changement climatique et de pression anthropique.

MC2 - Composants d’action physiques

JUNN est un outil de connaissance, de simulation et d’aide à la décision. Les sorties du JN alimentent les politiques publiques d’aménagement, de gestion des risques naturels et d’adaptation climatique. Il n’est pas prévu d’actionneur directement dans le socle pour l’instant. En revanche, des actionneurs peuvent être ajoutés sous la forme d’extensions au socle.

MC3 - Composants de captation physiques

Données produites dans le cadre du programme JUNN :

Maillages sémantiques non texturés (Wasure + CGAL + LidarHD / IGN, Geometry Factory & LASTIG)
Maillages texturés photoréalistes (IGO, 4 départements pilotes)
Données vectorielles multithématiques (SIRADEL - données, LUXCARTA - logiciel)

Données et sources externes identifiées pour être référencées dynamiquement par le socle JUNN :

Orthoimages, MNS (Modèle Numérique de Surface) et MNT (Modèle Numérique de Terrain) - IGN, 20 cm/pixel, échelle nationale
Cartes d’occupation des sols (Land Use Land Cover) - IGN, 20 cm/pixel
Capteurs IoT terrain, data spaces

MC4 - Interaction physique → virtuel

Collecte et agrégation continue de données géographiques 3D multi-sources (raster, vecteur, maillage) depuis les capteurs terrain, bases de données IGN et partenaires. Agrégation de données locales comportementales pour alimenter les modèles nationaux. Connexion aux modèles climatiques mondiaux (DestinE).

MC5 - Interaction virtuel → physique

Pas de boucle de contrôle automatique. Le socle JUNN produit des visualisations interactives, simulations de scénarios et insights thématiques (risques, énergie, mobilité) consommés par les décideurs publics et opérateurs territoriaux pour orienter les politiques et actions sur le terrain.

MC6 - Services du JN

Collecte et combinaison de données géographiques 3D multi-sources (modèle 3D unifié du territoire)
Interaction et visualisation du modèle 3D (exploration, requêtes spatiales)
Orchestration de simulations de phénomènes physiques pour évaluer l’impact de scénarios d’actions
Support aux 7 cas d’usage métier priorisés (planification urbaine, énergie renouvelable, risques naturels, eau, forêts, épidémies, mobilité)

MC7 - Échelle temporelle

Temporalité prospective et de planification : simulation de scénarios à court, moyen et long terme, visualisation de données historiques. Mise à jour continue du jeu de données géospatiales selon les cycles de production IGN et des partenaires. Connexion à des données temps réel à l’aide de services externes (ex : API HUB EAU).

MC8 - Multiplicités

Architecture multi-échelles (mondial → national → local) et multi-thématique (sols, bâti, eau, végétation, mobilité, risques). Vocation fédératrice : agréger les jumeaux territoriaux locaux au niveau national et s’articuler avec DestinE à l’échelle mondiale.

MC9 - Phases du cycle de vie

Opération et gestion continue des territoires (surveillance de l’évolution du territoire, détection de changements). Planification et prospective (aménagement, adaptation climatique). Réponse aux crises (catastrophes naturelles, épidémies).

MC10 - Modèles et données

Données produites dans le cadre du programme JUNN :

Maillages sémantiques non texturés (Wasure + CGAL + LidarHD / IGN, Geometry Factory & LASTIG)
Maillages texturés photoréalistes (IGO, 4 départements pilotes)
Données vectorielles multithématiques (SIRADEL - données, LUXCARTA - logiciel)

Données et sources externes identifiées pour être référencées dynamiquement par le socle JUNN :

Orthoimages, MNS (Modèle Numérique de Surface) et MNT (Modèle Numérique de Terrain) - IGN, 20 cm/pixel, échelle nationale
Cartes d’occupation des sols (Land Use Land Cover) - IGN, 20 cm/pixel
LLM et IA pour les applications scientifiques et de décision (H2E AI Factory France)

MC11 - Outils et facilitateurs

DestinE (Destination Earth, modèles climatiques mondiaux), H2E AI Factory France, géoplatformes nationales, LidarHD (IGN), CGAL library, Wasure (LASTIG), Geometry Factory, SIRADEL, LUXCARTA, LLM, infrastructure IoT, data spaces, catalogues de données.

MC12 - Constellation du JN

Architecture en couches : connecteurs (IoT, data spaces, bases de données, capteurs, jumeaux d’infrastructure et territoriaux) → fondation technique open-source (traitement, catalogues, données 3D, modèles de simulation) → géoplatformes → visualisation et LLM → applications (scientifiques, décideurs, collaboratives, techniques). Articulation verticale avec DestinE (mondial) et jumeaux locaux.

MC13 - Processus de jumelage et évolution

Approche ouverte et collaborative : fondation logicielle open-source et jeu de données 3D ouvert en évolution continue. Intégration progressive des résultats de recherche des projets ciblés EDT (PC1 à PC5) pour renforcer les capacités de JUNN. Déploiement progressif par niveaux de maturité des données (raster → vecteur → maillage).

MC14 - Fidélité et validité

Données géospatiales de référence produites par l’IGN (organisme officiel français de cartographie et géodésie). Résolution 20 cm/pixel pour les données raster. Niveaux de fidélité croissants selon le type de données (du raster non texturé aux maillages photoréalistes). Extension nationale progressive (4 départements pilotes pour les maillages texturés).

MC15 - Connexion technique

Connecteurs vers les jumeaux d’infrastructure, jumeaux territoriaux locaux, IoT, capteurs terrain, data spaces, bases de données nationales. Standards d’interopérabilité géospatiale (OGC, INSPIRE). Connexion à DestinE pour les données climatiques mondiales.

MC16 - Hébergement / déploiement

Socle technique open-source, déployable à différentes échelles. Architecture distribuée articulant niveau national et déploiements locaux. Connexion à l’infrastructure DestinE au niveau européen/mondial.

MC17 - Insights et prise de décision

Visualisation et exploration interactive du territoire en 3D
Simulation de l’impact de scénarios d’aménagement (urbanisme, énergie, infrastructures)
Cartographie des risques naturels (inondations, incendies, glissements)
Identification de sites favorables aux énergies renouvelables
Optimisation de l’usage de l’eau et des ressources forestières
Aide à la gestion des crises épidémiques et à la planification de la mobilité

MC18 - Intégration horizontale

Architecture conçue pour fédérer des données et outils multi-sources (IGN, SIRADEL, LUXCARTA, DestinE, collectivités). Standards OGC et INSPIRE pour l’interopérabilité. Vocation à devenir l’infrastructure de référence pour les jumeaux de territoires en France, en comblant le fossé entre l’échelle mondiale (DestinE) et les applications locales.

MC19 - Propriété et confidentialité des données

Toutes les données produites dans le cadre du programme JUNN sont des données ouvertes (open data IGN). Le socle JUNN permettra par ailleurs de gérer des données non-ouvertes, en particulier pour les usages sensibles (sécurité, infrastructure critique).

MC20 - Standardisation

Standards géospatiaux internationaux (OGC : WMS, WFS, 3D Tiles, CityGML ; INSPIRE). Interopérabilité avec DestinE. Stack technique open-source pour favoriser l’adoption et la réutilisation par les collectivités et partenaires de recherche.

MC21 - Sécurité et sûreté

Sécurité des données territoriales sensibles (infrastructure critique, occupation des sols stratégique). Souveraineté numérique des données géographiques nationales (rôle central de l’IGN). Disponibilité et intégrité du jeu de données de référence.

Enjeux scientifiques et techniques

Chaque enjeu est annoté par les questions de recherche (RQ_X) de la feuille de route EDT [Combemale et al., 2025]. JUNN est un cas d’usage intégrateur, destiné à bénéficier des résultats de l’ensemble des projets ciblés EDT (PC1 à PC5).

Modélisation hybride multi-sources et multi-échelles (PC1)

Combiner des modèles de natures très différentes (raster, vecteur, maillage 3D, modèles de simulation physique) et des données d’échelles hétérogènes (mondiale, nationale, locale) au sein d’une représentation cohérente et exploitable du territoire.

RQ associées : RQ_I3 (hybridation de modèles), RQ_I4 (opérateurs d’hybridation), RQ_D6 (évolution des modèles)

Interopérabilité des outils et des données géospatiales (PC2)

Assurer la compatibilité et l’échange entre des sources de données hétérogènes (IGN, SIRADEL, LUXCARTA, DestinE, IoT terrain), des formats variés (raster, vecteur, 3D Tiles, CityGML), les modèles de simulations et des platformes différentes, tout en respectant les standards OGC et INSPIRE.

RQ associées : RQ_D11 (interopérabilité sémantique), RQ_E1 (interface métadonnées modèles et services), RQ_E6 (standards et protocoles d’interopérabilité)

Gestion du cycle de vie et développement collaboratif des modèles (PC3)

Gérer l’évolution continue du jeu de données 3D ouvert, des modèles et de la fondation logicielle open-source dans un contexte multi-acteurs (IGN, collectivités, chercheurs, industriels), en assurant la traçabilité des versions, la cohérence des mises à jour et la gouvernance ouverte.

RQ associées : RQ_D6 (évolution des modèles), RQ_P8 (déploiement et versionnement des modèles), RQ_P5 (gestion modèles/données par secteur)

Collecte intelligente de données territoriales (PC4)

Optimiser les stratégies d’acquisition de données géospatiales à grande échelle (type, résolution, fréquence de mise à jour) pour alimenter les JNT de manière efficiente, en s’appuyant sur des capteurs IoT, des drones, des satellites et des sources participatives.

RQ associées : RQ_D3 (collecte de données hétérogènes), RQ_D1 (déploiement capteurs), RQ_D2 (incertitude des données)

Interactions humain-machine pour l’exploration territoriale (PC5)

Concevoir des interfaces de visualisation et d’exploration du modèle adaptées à des utilisateurs aux profils variés (décideurs, chercheurs, grand public), permettant une interrogation intuitive, la comparaison de scénarios et l’interprétation des résultats de simulation.

RQ associées : RQ_U1 (création de représentations visuelles DT), RQ_U2 (perception et compréhension du système original), RQ_U5 (utilisabilité des DTs)

Passage à l’échelle nationale

Relever les défis techniques du déploiement à l’échelle nationale d’un socle de jumeau numérique territorial (volumétrie des données, calcul distribué, temps de rendu 3D, gestion des mises à jour continues) tout en maintenant des performances d’accès et d’appropriation pour les utilisateurs.

RQ associées : RQ_P6 (passage à l’échelle), RQ_C1 (orchestration dynamique Cloud/Edge), RQ_D7 (interface CRUD modèles de simulation)

Matériel

Références

Poster JNFT - Use Case Workshop, Lyon, 6-7 janvier 2026
Combemale B., Vicat-Blanc P., Blouin A., Bril El Haouzi H., Bruel J.-M. et al. Engineering Digital Twins: A Research Roadmap. EDTconf 2025 - 2nd International Conference on Engineering Digital Twins, Oct 2025, Grand Rapids, Michigan, United States. pp.1-7. ⟨hal-05223776⟩ - feuille de route scientifique du programme EDT (codes RQ_X).