Une équipe de recherche dirigée par le professeur Sun Youwen des Instituts des sciences physiques de l'Académie chinoise des sciences a développé deux systèmes d'intelligence artificielle (IA) innovants pour améliorer la sécurité et l'efficacité des expériences d'énergie de fusion.
Leurs résultats ont été récemment publiés dans Fusion nucléaire et Physique du plasma et fusion contrôlée.
Fusion Energy tient la promesse de fournir une puissance propre et pratiquement illimitée. Cependant, pour les réacteurs futurs, ils doivent opérer de manière fiable et éviter des phénomènes dangereux, y compris des perturbations – des événements intenses et intenus qui peuvent endommager le réacteur – et contrôler précisément l'état de confinement du plasma pour soutenir une performance élevée.
Pour relever ces défis, les chercheurs ont développé deux solutions distinctes axées sur l'IA.
Le premier est un système de prédiction de perturbation qui utilise des modèles d'arbre de décision interprétables pour identifier les signes d'alerte précoce des perturbations, en particulier ceux déclenchés par des « modes verrouillés » – une instabilité du plasma commune. Contrairement à l'IA typique de la boîte noire, ce modèle fournit non seulement des prédictions, mais aussi un aperçu des signaux physiques sous-jacents responsables de l'avertissement.
Dans la validation expérimentale, le système a atteint un taux de réussite de 94% dans la détection des perturbations précoces, émettant des alertes en moyenne de 137 millisecondes avant l'événement – les opérateurs avec un temps critique pour répondre.
Le deuxième système est un outil de surveillance de l'état de plasma basé sur un modèle d'apprentissage multi-tâches. Cette solution d'IA identifie simultanément les modes opérationnels (tels que le mode L et le mode H) et détecte les modes localisés à bord (ELM), améliorant la vitesse et la précision par rapport aux modèles séparés traditionnels. Le système a démontré un taux de réussite de 96,7% dans la classification en temps réel des conditions plasmatiques, améliorant la fiabilité du fonctionnement continu des réacteurs.
Ensemble, ces outils d'IA contribuent non seulement à des environnements expérimentaux plus sûrs, mais offrent également des informations précieuses sur la dynamique du plasma complexe. L'étude fournit une étape fondamentale vers des systèmes de contrôle entièrement intelligents dans les futures installations d'énergie de fusion.
