Clé à emporter
- L'IA pourrait aider à concrétiser l'énergie de fusion pratique.
- Les scientifiques du MIT ont effectué l'un des calculs les plus exigeants en science de la fusion en utilisant une technique d'apprentissage automatique.
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Le logiciel d'IA développé par DeepMind d'IBM pourrait apprendre à contrôler les champs magnétiques contenant le plasma à l'intérieur du réacteur de fusion du tokamak.
Les techniques d'intelligence artificielle (IA) peuvent nous aider à nous rapprocher de l'énergie de fusion pratique qui pourrait transformer les industries énergétiques mondiales.
Les scientifiques du MIT ont effectué l'un des calculs les plus exigeants en science de la fusion à l'aide d'une technique d'apprentissage automatique. Selon un article récemment publié, la méthode a réduit le temps CPU nécessaire pour effectuer les calculs tout en maintenant la précision de la solution. Cela fait partie d'un effort croissant visant à utiliser l'IA pour aider à résoudre les problèmes mathématiques et d'ingénierie liés à la maîtrise de la puissance de fusion.
"L'IA est un outil qui permet aux scientifiques d'itérer plus rapidement sur les expériences, de faire de meilleures prédictions sur la façon dont le plasma agira dans des conditions extrêmes et de construire de nouveaux dispositifs de fusion de manière plus précise", Andrew Holland, PDG de Fusion Association de l'industrie, a déclaré Lifewire dans une interview par e-mail.
L'IA prête main forte
Les chercheurs du MIT Pablo Rodriguez-Fernandez et Nathan Howard travaillent à prédire les performances attendues du dispositif SPARC, une expérience de fusion compacte à champ magnétique élevé actuellement en construction. Alors que le calcul nécessitait énormément de temps informatique (plus de 8 millions d'heures CPU), les chercheurs ont réussi à réduire le temps nécessaire.
L'un des problèmes les plus difficiles pour les chercheurs en fusion est de prédire la température et la densité du plasma. Dans les dispositifs de confinement comme SPARC, la puissance externe et l'apport de chaleur du processus de fusion sont perdus par la turbulence dans le plasma.
Cependant, les chercheurs du MIT ont utilisé des techniques d'apprentissage automatique pour optimiser un tel calcul. Ils estiment que la méthode a réduit le nombre d'exécutions du code par un facteur de quatre.
De nouvelles recherches montrent que les techniques d'IA modernes peuvent être utilisées pour contrôler une réaction de fusion nucléaire, contribuant potentiellement à accélérer le développement de la fusion nucléaire en tant que source d'énergie pratique, Ulises Orozco Rosas, professeur qui étudie la fusion à l'École d'ingénierie à l'Université CETYS au Mexique, a déclaré à Lifewire par e-mail. Il a souligné le logiciel d'intelligence artificielle qu'IBM développe et qui pourrait être utilisé pour contrôler les champs magnétiques qui contiennent le plasma à l'intérieur du réacteur de fusion tokamak.
"Le système a pu manipuler le plasma dans de nouvelles configurations qui peuvent produire une énergie plus élevée", a ajouté Rosas.
Le pouvoir des étoiles
Fusion promet une énergie illimitée et sans carbone grâce au même processus physique qui alimente le soleil et les étoiles. Cependant, les défis techniques de la construction d'une centrale électrique à fusion pratique sont énormes et comprennent le chauffage du combustible à des températures supérieures à 100 millions de degrés et la création de plasma. Les chercheurs utilisent des champs magnétiques puissants pour isoler et isoler le plasma chaud de la matière ordinaire sur Terre.
Holland a déclaré que la construction d'une centrale électrique à fusion fonctionnelle nécessitera une compréhension scientifique détaillée de la manière de confiner et d'initier un plasma dans des conditions pertinentes pour la fusion, à des températures ou des pressions extrêmes.
"Bien que le plus difficile soit d'obtenir du plasma dans ces conditions pertinentes, les défis ne s'arrêtent pas là", a ajouté Holland. "L'énergie devra être convertie en électricité ou en chaleur utilisable; le cycle du combustible devra être construit de manière à ce que le plasma puisse être maintenu sur de longues périodes, et les matériaux du dispositif de fusion devront être résistants aux conditions extrêmes à l'intérieur la centrale électrique."
Holland a prédit que l'énergie allait "révolutionner" le système énergétique mondial. Une fois commercialisée et largement déployée, la fusion pourrait permettre de produire de l'énergie sans pollution, à tout moment, sans danger pour le public ni pour les déchets radioactifs à vie longue. Cela pourrait inaugurer une ère d'abondance énergétique, rendant l'énergie bon marché, toujours disponible et omniprésente.
Mais Rosas a lancé une mise en garde, affirmant que le succès de la fusion commerciale en tant que fournisseur d'énergie dépendra de la question de savoir si les défis de la construction de centrales et de leur exploitation sûre et fiable peuvent être relevés d'une manière qui rende le coût de la fusion électricité économiquement compétitive.
"Avec les préoccupations croissantes concernant le changement climatique et les réserves limitées de combustibles fossiles, de meilleures façons de répondre à notre demande croissante en énergie doivent être trouvées", a ajouté Rosas. "Les avantages de l'énergie de fusion en font une option extrêmement attrayante: pas d'émissions de carbone, combustibles abondants, efficacité énergétique, moins de déchets radioactifs que la fission, sécurité et énergie fiable."
