🏗️ Architecture Azure + Open Source

Proposition technique pour Digital Twin - Cloud Architect Senior

📊 Étude Comparative 🏗️ Architecture 🎨 Graphique 3D 👁️ Visuelle 3D 📋 Recommandations

1️⃣ Description Complète de l'Architecture

Services Azure Utilisés

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ AZURE CLOUD INFRASTRUCTURE │ ├─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ │ │ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ │ │ │ Azure IoT │───▶│ Azure │───▶│ Azure │ │ │ │ Hub │ │ Digital │ │ Functions │ │ │ │ (Ingestion) │ │ Twins │ │ (Serverless)│ │ │ └──────────────┘ └──────────────┘ └──────────────┘ │ │ │ │ │ │ │ ▼ ▼ ▼ │ │ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ │ │ │ Azure │ │ Azure │ │ Azure │ │ │ │ Stream │ │ Cosmos DB │ │ Blob │ │ │ │ Analytics │ │ (NoSQL) │ │ Storage │ │ │ └──────────────┘ └──────────────┘ └──────────────┘ │ │ │ │ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ │ │ │ Azure │ │ Azure │ │ Azure │ │ │ │ Monitor │ │ Application │ │ Key Vault │ │ │ │ (Logging) │ │ Insights │ │ (Secrets) │ │ │ └──────────────┘ └──────────────┘ └──────────────┘ │ │ │ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

Technologies Open Source Intégrées

Couche Technologie Rôle
Visualisation 3D CesiumJS Visualisation géospatiale (WebGL)
Three.js Visualisation intérieure 3D
OpenUSD Format universel 3D (Pixar)
Modélisation Blender Création et édition 3D
IfcOpenShell Conversion IFC vers formats 3D
Backend Node.js / Python API REST/GraphQL
FastAPI / Express Frameworks API
Base de données PostgreSQL Données relationnelles
TimescaleDB Séries temporelles IoT
Streaming Apache Kafka Event streaming (optionnel)
Monitoring Grafana Dashboards personnalisés
Prometheus Métriques système
CI/CD GitHub Actions Automatisation déploiement
Terraform Infrastructure as Code
Container Docker Conteneurisation
Kubernetes (AKS) Orchestration

2️⃣ Moyens Humains Nécessaires

Profils Requis

Profil Compétences Clés Rôle % Temps
Cloud Architect Azure, architecture microservices, sécurité Conception architecture, choix techniques 100%
DevOps Engineer CI/CD, Terraform, Docker, Kubernetes Infrastructure as Code, déploiement 100%
Data Engineer IoT, streaming, bases de données Pipelines de données, intégration IoT 100%
Backend Developer Node.js/Python, API REST/GraphQL Développement API, logique métier 100%
Frontend Developer CesiumJS, Three.js, WebGL Interface 3D, UX/UI 100%
3D Artist / BIM Manager Blender, Revit, IFC Modélisation 3D, conversion BIM 50%
Security Engineer Azure Security, RGPD, chiffrement Sécurité, conformité 50%
Project Manager Agile, gestion de projet Coordination, planning 100%
QA Engineer Tests automatisés, performance Qualité, tests 50%

Équipe Estimée par Phase

Phase Effectif Durée
Phase 1 : Analyse & Conception 4-5 personnes 1-2 mois
Phase 2 : Prototype 6-7 personnes 2-3 mois
Phase 3 : Développement 8-10 personnes 4-6 mois
Phase 4 : Déploiement 6-7 personnes 1-2 mois
Phase 5 : Maintenance 3-4 personnes Continu

3️⃣ Moyens Matériels Nécessaires

Infrastructure Azure

Service Configuration Coût mensuel estimé
Azure IoT Hub S1 tier (1M messages/jour) 25-50 €
Azure Digital Twins Standard tier 50-150 €
Azure Functions Consumption plan 10-30 €
Azure Cosmos DB 400 RU/s, 100 GB 80-200 €
Azure Blob Storage 1 TB, LRS 20 €
Azure SQL / PostgreSQL 2 vCores, 10 GB 50-100 €
Azure Application Insights Basic tier 20-50 €
Azure Key Vault Standard 5-10 €
Azure Front Door Standard 30-80 €
Bandwidth 1 TB sortie 80-100 €
Total Azure 370-790 €/mois

Matériel Local

Équipement Quantité Coût estimé
Stations 3D 2-3 3 000-5 000 €/unité
Scanners laser 1-2 15 000-30 000 €/unité
Drones 1-2 2 000-5 000 €/unité
Capteurs IoT 50-200 20-100 €/unité
Gateways IoT 5-10 200-500 €/unité
Serveurs on-prem (optionnel) 1-2 5 000-10 000 €

Licences et Outils Open Source

Outil Type Coût
Blender Open Source Gratuit
CesiumJS Open Source Gratuit
Three.js Open Source Gratuit
PostgreSQL Open Source Gratuit
Grafana Open Source Gratuit
Terraform Open Source Gratuit
GitHub Free tier Gratuit
VS Code Open Source Gratuit
Total Open Source 0 €

4️⃣ Processus de Mise en Œuvre

Méthodologie Agile / DevOps

SPRINTS (2 semaines) ┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌─────────┐ │ Planif. │───▶│ Dév. │───▶│ Test │───▶│ Review │ └─────────┘ └─────────┘ └─────────┘ └─────────┘ │ │ │ │ ▼ ▼ ▼ ▼ ┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌─────────┐ │ User │ │ Code │ │ Auto │ │ Demo │ │ Stories │ │ Push │ │ Tests │ │ Client │ └─────────┘ └─────────┘ └─────────┘ └─────────┘ CI/CD PIPELINE (GitHub Actions) ┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌─────────┐ │ Push │───▶│ Build │───▶│ Test │───▶│ Deploy │ │ Code │ │ Docker │ │ Auto │ │ Azure │ └─────────┘ └─────────┘ └─────────┘ └─────────┘

Sécurité et Sauvegarde

Aspect Mesure
Authentification Azure AD / Entra ID, MFA
Autorisation RBAC, Azure RBAC
Chiffrement AES-256 au repos, TLS 1.3 en transit
Réseau VNet, NSG, Private Link
Sauvegarde Azure Backup, réplication géo
Audit Azure Monitor, Log Analytics
Conformité RGPD, ISO 27001, SOC 2

5️⃣ Avantages et Limites

Avantages

Critère Évaluation Détails
Scalabilité ⭐⭐⭐⭐⭐ Élastique, scaling automatique
Coût ⭐⭐⭐⭐⭐ Pay-as-you-go, 40-60% moins cher
Performance ⭐⭐⭐⭐ Temps réel, faible latence
Interopérabilité ⭐⭐⭐⭐⭐ Standards ouverts (IFC, glTF)
Flexibilité ⭐⭐⭐⭐⭐ Architecture modulaire
Souveraineté ⭐⭐⭐⭐⭐ Régions Europe disponibles
Support ⭐⭐⭐⭐ Microsoft 24/7 + communauté OS

Limites

Critère Limite Mitigation
Complexité initiale Courbe d'apprentissage Formation, templates
Délai de déploiement Plus long que solutions clé en main POC rapide, phases incrémentales
Compétences rares Profils spécialisés Formation, recrutement
Maintenance Requiert équipe dédiée Contrat support, documentation

6️⃣ Exemple Concret : Smart Stadium

Contexte

Planning sur 12 Mois

📅 Mois 1-2 : Analyse & Conception

  • Audit infrastructure existante
  • Inventaire capteurs IoT (température, énergie, sécurité)
  • Modèles BIM existants (Revit)
  • Conception architecture Azure
  • Définition KPI et use cases

🚀 Mois 3-4 : Prototype (MVP)

  • Ingestion IoT Hub (capteurs température)
  • Digital Twin minimal (bâtiment principal)
  • Visualisation CesiumJS (vue extérieure)
  • Dashboard Grafana (KPI énergie)
  • Validation avec équipe exploitation

💻 Mois 5-8 : Développement

  • Intégration complète IoT (500+ capteurs)
  • Import BIM/IFC complet (tous bâtiments)
  • API REST/GraphQL (données twins)
  • Visualisation intérieure (Three.js)
  • Alertes temps réel (Azure Monitor)
  • Maintenance prédictive (Machine Learning)
  • Application mobile (expérience fan)

🧪 Mois 9-10 : Tests & Optimisation

  • Tests charge (50 000 utilisateurs simultanés)
  • Tests sécurité (penetration testing)
  • Optimisation performance (latence < 100ms)
  • Formation équipe exploitation
  • Documentation technique

🚀 Mois 11 : Déploiement Pilote

  • Déploiement environnement production
  • Migration données historiques
  • Tests utilisateurs finaux
  • Ajustements finaux

🎉 Mois 12 : Lancement & Handover

  • Lancement officiel
  • Support intensif (30 jours)
  • Handover équipe maintenance
  • Documentation utilisateur
  • Roadmap évolutions futures

Résultats Attendus

KPI Objectif
Réduction consommation énergétique -15 à -20%
Temps de réponse incidents < 5 minutes
Disponibilité système > 99.9%
Utilisateurs actifs 50 000+
ROI 18-24 mois