Le jumeau virtuel, accélérateur d'innovation thérapeutique - Frédéric Vacher

En 2025, les jumeaux numériques s’imposent comme un levier d’innovation majeur dans le domaine de la santé, à trois échelles : moléculaire, organique et environnementale.

À l’échelle moléculaire

Le jumeau numérique accélère la mise au point de nouvelles solutions thérapeutiques, depuis la phase de recherche médicale - grâce à la modélisation moléculaire et à la simulation in silico - jusqu’à la fabrication, en permettant la création d’usines virtuelles modulaires et adaptables.

Les plateformes cloud enrichies par l’IA, permettent d’orchestrer les tests d’assemblage de protéines et la conception de molécules grâce à la maîtrise d’un volume considérable de données. Elles peuvent aussi piloter les opérations d’un bras synthétiques de contrôle, ainsi que le développement de patients virtuels pour les essais cliniques.

L’exemple de la startup Pacify Medical en témoigne : en créant des peaux virtuelles pour tester son spray de cicatrisation, elle ouvre la voie à des essais cliniques numériques.

À l’échelle de l’organe

Historiquement, les équipements médicaux ont tous été conçus par les industriels grâce aux jumeaux virtuels. Aujourd’hui, la reconstruction d’organes en 3D à partir de l’imagerie médicale accélère l’innovation dans ce domaine. Associée à l’IA, et en particulier au Deep Learning, elle permet une meilleure détection des pathologies ainsi que la personnalisation des implants et des prothèses.

La startup française Damae Medical vient de certifier un équipement permettant de scanner en 3D la peau d’un patient jusqu’au derme afin de détecter le plus tôt possible de potentiels mélanomes. Son algorithme identifie les motifs suspects et aide à lever des doutes, tout en évitant des biopsies.

D’autres startups, comme Feops et Biomodex, utilisent ces technologies associées à l’IA pour proposer l’implant le plus adapté à la morphologie du patient ainsi que la meilleure trajectoire d’implantation. Elles offrent ainsi une assistance pour mieux préparer l’intervention ou permettre aux praticiens de s’entraîner sur le jumeau virtuel du patient, optimisant l’efficacité et réduisant les risques.

Autre exemple avec Lucid Implant, en Inde : cette startup reconstruit le crâne des patients afin de concevoir des prothèses adaptées à leur morphologie, de les imprimer en 3D et de les implanter. Nous nous dirigeons ainsi vers une médecine ultra-personnalisée.

L’impression 3D permet également de produire des prothèses biodégradables, comme celles développées par Lattice Medical, qui offrent la possibilité de reconstruire le sein des patientes après un cancer, tout en éliminant la présence d’un élément étranger dans le corps.

Mais les jumeaux numériques ne se contentent pas de détecter et de réparer : ils pourront améliorer aussi les capacités humaines. L’exosquelette de Wandercraft ou les implants biomimétique de CorneatVision, cornée synthétique qui offre une solution durable à la cécité cornéenne illustrent cette évolution vers des performances physiques augmentées. Les nouveaux matériaux, comme le graphène ou les biomatériaux, offriront de meilleures performances à l’avenir et ouvriront d’autres perspectives.

Et demain ? Avec des équipements médicaux toujours plus précis, de nouveaux usages en temps réel lors des interventions pourraient émerger. Déjà aujourd’hui, les jumeaux numériques servent à transmettre le savoir médical ; Couplés à une IA entraînée sur des corpus de données vérifiés, ils donneront naissance à des agents intelligents capables de partager le savoir métier d’un secteur donné. Le futur nous permettra également d’imprimer des organes spécifiques à chaque patient, à partir de matériaux vivants. Le processus numérique est déjà en place.

À l’échelle de l’environnement médical

Les jumeaux virtuels s’étendent également à la simulation des espaces de soin tout au long du parcours patient. Le projet VORTHEx, par exemple, téléporte le patient en réalité virtuelle dans sa séance de radiothérapie afin de le préparer et de réduire son stress, garantissant ainsi une meilleure expérience dans le monde réel.

L’expérience VORTHEx pourrait être appliquée à tout équipement médical, à la fois pour éduquer les patients et former le personnel hospitalier. De plus, le jumeau numérique du bloc opératoire permettrait d’optimiser sa configuration en fonction des interventions, notamment à des fins d’entraînement.

Un réseau interconnecté de jumeaux numériques offrirait la possibilité de répéter des gestes chirurgicaux, d’entraîner les médecins et de tester des protocoles dans un environnement sécurisé et immersif. Contrairement à un jeu vidéo, l’exploitation du jumeau numérique des équipementiers permet d’obtenir, à moindre coût, des expériences conformes à la réalité, non seulement en termes de visualisation, mais aussi de comportement et de fonctionnement.

Disponibles dans le cloud, ces espaces virtuels peuvent être déployés partout dans le monde, que ce soit pour les universités ou même pour les patients à domicile. À plus grande échelle, les hôpitaux eux-mêmes pourraient être modélisés pour optimiser les flux de patients et la logistique, à l’image des usines ou des aéroports. La modélisation de son système permettrait une adaptation en temps réel par les algorithmes en fonction des changements de ressources disponibles, optimisant ainsi le fonctionnement et les plannings.

En intégrant les jumeaux numériques à toutes les échelles – de la molécule à l’hôpital – la santé entre dans une ère d’innovation et de personnalisation sans précédent. Ces technologies accélèrent la recherche, réduisent les risques, perfectionnent les traitements et révolutionnent la formation des soignants. Avec les avancées des dispositifs immersifs (Apple Vision, Samsung, Meta), et la réduction de leurs couts, ces solutions deviennent plus accessibles et performantes, ouvrant la porte à une informatique spatiale intégrée et fluide. Une porte d’entrée vers les univers virtuels au service des soins, propulsée dans le cloud souverain pour un accès collaboratif et sécurisé.

L’enjeu est clair : établir de nouveaux standards de soins, plus précis, plus sûrs et mieux adaptés aux besoins individuels. L’essor des jumeaux numériques façonne ainsi une médecine toujours plus prédictive, efficace et innovante.

L’avenir des soins est déjà là. Reste à l’adopter.

Frédéric Vacher,
Dassault  Systèmes,
Head of innovation, 3DEXPERIENCE Lab Founder

Retrouvez l’ensemble de ces innovations en suivant ce lien : https://3dexperiencelab.3ds.com/en/projects/