Les Modèles Virtuels d'Argonne Révolutionnent la Gestion des Réacteurs Nucléaires Avancés

Les Modèles Virtuels d'Argonne Ouvrent la Voie aux Réacteurs Nucléaires Avancés LE MONT, Illinois -- (COMMUNIQUÉ DE PRESSE) -- Les jumeaux numériques sont des répliques virtuelles de systèmes physiques, offrant un potentiel transformationnel dans divers domaines. Au Laboratoire National Argonne, rattaché au Département de l'Énergie des États-Unis (DOE), des chercheurs ont développé cette technologie pour améliorer l'efficacité, la fiabilité et la sécurité des réacteurs nucléaires. Cette avancée technologique repose sur des modèles informatiques sophistiqués et l'intelligence artificielle (IA) afin de prédire le comportement des réacteurs, aidant ainsi les opérateurs à prendre des décisions en temps réel. “Notre technologie de jumaux numériques constitue une avancée significative pour la compréhension et la gestion des réacteurs nucléaires avancés, nous permettant de prédire et de réagir aux changements avec la vitesse et la précision nécessaires”, a déclaré Rui Hu, ingénieur nucléaire principal d'Argonne. Les jumeaux numériques permettent aux scientifiques de surveiller et de prédire le comportement des petits réacteurs modulaires et des micro-réacteurs dans différentes conditions opérationnelles. L'équipe d'Argonne a appliqué sa méthodologie pour créer des jumeaux numériques de deux types de réacteurs nucléaires : l'Experimental Breeder Reactor II (EBR-II), aujourd'hui hors service, et un nouveau type, le généric Fluoride-salt-cooled High-temperature Reactor (gFHR). Le jumeau numérique de l'EBR-II a servi de cas d'étude pour valider les modèles de simulation. Le cœur de cette technologie est constitué de réseaux neuronaux à base de graphes (GNNs), un type d'IA capable de traiter des données structurées en graphes, c'est-à-dire représentant des composants interconnectés. Les GNNs excèlent dans la reconnaissance de motifs complexes et de liens entre différents éléments, ce qui offre des insights puissants dans les systèmes où les relations sont cruciales. En préservant la conception des systèmes de réacteurs et en intégrant des lois fondamentales de la physique, les jumeaux numériques basés sur GNNs créent une réplique robuste et précise des systèmes réels. Pour former les GNNs et effectuer l'analyse des incertitudes, les chercheurs se sont appuyés sur le Facilité de Calcul à Leadership d'Argonne (ALCF), une installation de l'Office of Science du DOE. Cette formation se fait sur des données de simulation issues du module d'analyse systémique (SAM) d'Argonne, un outil destiné à l'analyse de réacteurs nucléaires avancés. Le modèle formé est ensuite en mesure de faire des prédictions précises, même à partir de données de capteurs limitées en temps réel. Cela supporte une meilleure planification et prise de décision, tout en potentiellement réduisant les coûts d'entretien et d'exploitation. De plus, les jumeaux numériques peuvent effectuer une surveillance continue des réacteurs pour détecter des anomalies. Si une conduite inhabituelle est identifiée, le système peut proposer des ajustements pour maintenir la sécurité et assurer le bon fonctionnement du réacteur. La technologie des jumeaux numériques d'Argonne présente de nombreuses avantages par rapport aux méthodes traditionnelles. Elle fournit des prédictions plus fiables en comprenant comment tous les éléments du réacteur travaillent ensemble. Les applications potentielles incluent la planification d'urgence, la prise de décision éclairée et, à terme, l'exploitation autonome des réacteurs. Cette innovation représente une étape importante dans le développement et le déploiement de réacteurs nucléaires avancés, garantissant qu'ils fonctionnent en toute sécurité, de manière fiable et efficace, tout en réduisant les coûts et en prolongeant la durée de vie des composants.