S’appuyer sur les jumeaux numériques pour renforcer la cybersécurité dans la fabrication additive

Pour la cinquième année consécutive, l’indice X-Force Threat Intelligence 2026 d’IBM révèle que le secteur manufacturier reste le plus visé par les cyberattaques. Ce secteur a représenté 27,7 % des incidents, soit une légère augmentation par rapport aux 26 % enregistrés l’année dernière. Et l’impact financier est considérable. Selon Arctic Wolf, le coût médian d’une attaque par ransomware dans le secteur manufacturier traitée par son équipe d’intervention en cas d’incident a atteint 600 000 dollars en 2026, mais les pertes totales peuvent facilement se chiffrer en millions.

Que peuvent donc faire les fabricants pour se protéger ? Une équipe d’ingénieurs de l’université Rutgers a proposé une nouvelle approche pour défendre les systèmes de fabrication additive, en particulier ceux qui produisent des pièces critiques pour la sécurité nationale et les infrastructures. Rajiv Malhotra, professeur associé au département de génie mécanique et aérospatial de la Rutgers School of Engineering, a co-rédigé un article sur le sujet publié dans le Journal of Manufacturing Systems. Cette recherche propose un cadre de jumeau numérique conçu pour améliorer la résilience de la fabrication. Avant de se plonger dans cette approche, il est utile de comprendre pourquoi le secteur manufacturier est devenu une cible si fréquente.

Pourquoi le secteur manufacturier est-il pris pour cible ?

Plusieurs raisons majeures expliquent pourquoi le secteur manufacturier continue d’attirer les cyberattaques. Selon la société de cybersécurité Arctic Wolf, l’une d’entre elles réside dans la dépendance de ce secteur à l’égard de systèmes fortement interconnectés, dont beaucoup fonctionnent encore avec des logiciels hérités qui n’ont pas été conçus en tenant compte des normes modernes de cybersécurité. Cela les rend plus faciles à exploiter.

Le secteur manufacturier occupe également une place centrale dans les chaînes d’approvisionnement mondiales. Une seule attaque réussie peut perturber des milliers de fournisseurs et de clients en aval, ce qui met immédiatement la pression sur les entreprises pour qu’elles rétablissent leurs opérations, souvent en versant une rançon. Ajoutez à cela le coût des temps d’arrêt, qui peut atteindre des millions de dollars, et l’on comprend aisément pourquoi ce secteur est une cible si attrayante. Il y a également la valeur de la propriété intellectuelle. Les conceptions, les plans et les processus exclusifs peuvent s’avérer tout aussi lucratifs que le paiement d’une rançon lorsqu’ils sont volés et revendus.

Quelles conséquences les cyberattaques peuvent-elles avoir sur la fabrication additive ?

Dans le domaine de la fabrication additive, les cyberattaques peuvent prendre des formes plus subtiles. Selon l’équipe de Rutgers, les pirates peuvent manipuler les fichiers de conception numérique pour y introduire des défauts géométriques ou modifier les paramètres de processus afin de créer des défauts comme des vides internes. Ces modifications peuvent être difficiles à détecter, mais elles peuvent compromettre considérablement les performances des pièces.

Rajiv Malhotra a expliqué que les approches traditionnelles pour faire face aux cyberattaques reposent sur le signalement et la détection du problème, puis l’arrêt de la production. Cette méthode prend du temps, et plusieurs semaines peuvent s’écouler avant que la production puisse redémarrer.

La méthode proposée par les chercheurs de Rutgers adopte une approche différente. Au lieu d’arrêter complètement la production, elle vise à maintenir la continuité même pendant qu’une attaque est en cours et n’est pas encore entièrement résolue.

Ces jumeaux numériques « travaillent en tandem pour créer une résilience aux points clés de la chaîne numérique de fabrication où des attaques cyberphysiques pourraient se produire – tels que le modèle de pièce, le micrologiciel de la machine et le logiciel de génération du plan de processus », a déclaré M. Malhotra.

Jumeaux numériques doubles : Geo-DT et Pro-DT

Pour y parvenir, les chercheurs ont développé un cadre de jumeaux numériques (DT) doubles capable de détecter et de corriger les défauts pendant le processus de fabrication additive. Le premier composant, un jumeau numérique axé sur la géométrie (Geo-DT), utilise une approche de détection souple basée sur la physique, combinée à l’optimisation topologique, pour identifier et corriger les écarts de forme. Le second, un jumeau numérique de processus (Pro-DT), intègre la détection des défauts à un modèle d’apprentissage par renforcement capable de s’adapter en temps réel.

Ils ont testé le système sur une installation de fabrication additive réelle et ont constaté que le Geo-DT pouvait corriger des défauts géométriques même sans accès au fichier de conception d’origine ni connaissance de la manière dont une attaque avait altéré la pièce. Parallèlement, le Pro-DT a été capable de réagir rapidement aux défauts et de les atténuer, même lorsque des perturbations introduisaient des changements imprévisibles dans le processus. « Cette capacité d’adaptation à des attaques inconnues est essentielle », a déclaré M. Malhotra.

Pour l’avenir, M. Malhotra a indiqué que l’équipe prévoyait d’étendre ses recherches afin d’étudier les attaques visant les signaux des capteurs, ainsi que les préoccupations plus générales liées à la sécurité des machines et des opérateurs. Elle entend également explorer les systèmes de fabrication hybrides afin d’offrir une protection plus complète contre les défaillances causées par les cyberattaques.

La recherche a débuté en septembre 2024 grâce au soutien financier de la National Science Foundation et du département américain de l’Énergie. Pour en savoir plus sur les travaux de recherche à l’origine de cette nouvelle approche, vous pouvez consulter l’étude complète ici.

Que pensez-vous de cette méthode de cybersécurité ?

*Crédits photo de couverture : illustration générée par l’IA à l’aide de DALL·E (OpenAI)