Une équipe de recherche chinoise a développé un système de contrôle basé sur les données pour les plasmas tokamak qui pourrait rapprocher l’énergie de fusion durable de la réalité, selon un article publié dans Communications Physics, une revue du portefeuille Nature.
L’énergie de fusion, souvent décrite comme « l’énergie propre ultime », vise à reproduire le processus qui alimente le soleil en fusionnant des noyaux atomiques légers pour libérer des quantités massives d’énergie sans émissions de carbone. Parmi les différents modèles de réacteurs, le tokamak – un dispositif en forme de beignet qui utilise de puissants champs magnétiques pour confiner le plasma ultra-chaud – reste la voie la plus prometteuse suivie par les laboratoires du monde entier pour construire un « soleil artificiel ».
Son plus grand défi, cependant, est de maintenir le plasma stable et précisément formé suffisamment longtemps pour que les réactions de fusion produisent plus d’énergie qu’elles n’en consomment. Le contrôle traditionnel du plasma dépend de simulateurs de principes fondamentaux et de modèles physiques complexes qui, bien que précis, sont extrêmement exigeants en termes de calcul, ce qui rend difficile la formation efficace de contrôleurs avancés tels que les agents d’apprentissage par renforcement.
Pour résoudre ce problème, des chercheurs du Southwestern Institute of Physics, en collaboration avec l’Université du Zhejiang et le Zhejiang Lab, ont construit un modèle haute fidélité basé sur des données entièrement formé sur les données expérimentales historiques du tokamak Huanliu-3 (HL-3) – le dispositif de fusion par confinement magnétique le plus avancé de Chine.
Le modèle associe des techniques d’IA modernes, dont l’une appelée réseaux de mémoire à long terme (LSTM) – un type de réseau neuronal récurrent capable d’apprendre des dépendances à longue portée dans des données séquentielles – ainsi que des mécanismes d’auto-attention et d’échantillonnage programmé. Ensemble, ces innovations permettent au modèle de prédire avec précision l’évolution des paramètres clés du plasma, tels que le courant et la forme, au fil du temps, tout en évitant l’accumulation d’erreurs courantes dans les simulations traditionnelles.
L’équipe a déployé l’agent dans le système de contrôle plasma réel du HL-3. Les chercheurs ont déclaré que le système restait stable et adaptable même dans des conditions inconnues, démontrant une grande robustesse et une généralisation « zéro tir ».
Les résultats marquent une étape majeure vers une formation plus rapide et plus efficace des contrôleurs intelligents pour les futurs dispositifs tels qu’ITER et les réacteurs à fusion commerciaux, ont indiqué les évaluateurs.
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