Fusion nucléaire : la division IA de Google a les moyens de maîtriser le plasma tourbillonnant dans un réacteur

DeepMind, la division d’intelligence artificielle du géant technologique Google, a mis au point un programme d’IA capable de contrôler le plasma surchauffé d’un réacteur de fusion nucléaire, rapportent The Independent et Wired.

Pourquoi est-ce important ?

Cela pourrait être une des solutions à la question de la fusion nucléaire. Si ce processus, qui alimente notre soleil, pouvait être utilisé de manière cohérente sur Terre, il constituerait une source d'énergie propre pratiquement illimitée. Mais il reste encore de nombreux obstacles à surmonter.

Après des décennies de recherche, la production d’énergie par fusion nucléaire reste, malgré plusieurs percées récentes, une perspective lointaine sur Terre.

Plasma

L’un des plus grands défis à relever pour obtenir cette réaction est la formation et le maintien d’un plasma à haute température dans le réacteur de fusion nucléaire. La température peut y atteindre des centaines de millions de degrés, transformant la matière en un état de plasma qui n’est ni solide, ni liquide, ni gazeux.

Pour en extraire de l’énergie, les scientifiques doivent maintenir le plasma ensemble d’une manière ou d’une autre. Dans les étoiles, comme le soleil, cela se fait par gravité, mais sur Terre, des lasers ou des aimants sont nécessaires.

En collaboration avec le Swiss Plasma Center (SPC) de l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), DeepMind a utilisé ses outils avancés d’apprentissage profond pour manipuler le plasma surchauffé d’un tokamak, un réacteur à aimant.

L’intelligence artificielle a pu contrôler le plasma de manière constante et autonome en prenant 90 mesures différentes 10.000 fois par seconde et en ajustant le champ magnétique en conséquence, selon The Independent.

Plus de 20 ans de recherche

« Notre simulateur est basé sur plus de 20 ans de recherche et est constamment mis à jour », affirme Federico Felici, scientifique de la CPS, dans The Independent. « Mais même dans ce cas, de longs calculs sont nécessaires pour déterminer la valeur correcte de chaque variable du système de contrôle. C’est là que notre projet de recherche conjoint avec DeepMind s’avère utile. »

« C’est un autre exemple puissant de la façon dont l’apprentissage automatique et les communautés d’experts peuvent se réunir pour accélérer les découvertes scientifiques », ajoute DeepMind.

Ce n’est pas la première fois que l’intelligence artificielle est utilisée pour tenter de contrôler la fusion nucléaire, comme le souligne Wired. Par exemple, les chercheurs du projet de fusion Joint European Torus (JET) au Royaume-Uni ont également utilisé l’IA pour tenter de prédire le comportement du plasma.

Et depuis 2014, Google travaille avec l’entreprise californienne TAE Technologies, spécialisée dans la fusion, pour appliquer l’apprentissage automatique à un autre type de réacteur de fusion ; cela permettrait d’accélérer l’analyse des données expérimentales.

« D’une importance cruciale »

En somme, la collaboration avec DeepMind pourrait s’avérer cruciale à mesure que les réacteurs de fusion deviennent plus grands, suggère Wired. Si les physiciens peuvent contrôler le plasma dans les tokamaks de petite taille à l’aide de méthodes conventionnelles, le défi ne fera que s’accroître lorsqu’il s’agira de passer à des installations aussi grandes que des centrales électriques.

Néanmoins, la communauté de la fusion a fait quelques percées récemment. La semaine dernière, par exemple, le Joint European Torus (JET), une machine de fusion expérimentale située près d’Abingdon, en Angleterre, a généré environ 59 mégajoules, soit 11 mégawatts (MW), d’énergie en cinq secondes de réaction. C’est le double du précédent record d’énergie de 22 mégajoules, qui avait été atteint par le JET en 1997.

ITER, qui sera en 2025 le plus grand réacteur de fusion expérimental du monde, est également en cours de construction dans le sud de la France.

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