Centrales nucléaires : l'IA pourrait-elle aider à réduire les coûts d'exploitation ?

Dans le cadre des discussions autour de la pénurie d'électricité et du tournant énergétique, les centrales nucléaires connaissent une sorte de renaissance : elles sont en effet capables de fournir de très grandes quantités d'électricité, et ce sans émissions de CO2. C'est pourquoi l'UE les a récemment classées comme "durables". Les partisans de l'énergie nucléaire pourraient désormais recevoir un argument supplémentaire, en provenance des Etats-Unis - qui sont de toute façon plutôt favorables aux centrales nucléaires : l'intelligence artificielle pour réduire les coûts d'exploitation élevés des centrales nucléaires.

Centrales nucléaires : la maintenance et la sécurité génèrent des coûts élevés

Les centrales nucléaires ne polluent peut-être pas l'air, mais elles ont d'autres inconvénients : elles produisent des déchets radioactifs dont l'élimination est très problématique. De plus, les centrales nucléaires sont chères à exploiter : le facteur de coût le plus important dans l'exploitation d'une centrale nucléaire est la surveillance et l'entretien permanents - plus l'installation est ancienne, plus les dépenses sont élevées. Nous savons, et pas seulement depuis Tchernobyl, ce qui peut arriver si les systèmes de sécurité ne sont pas correctement exploités. Des systèmes intelligents, commandés par ordinateur, pourraient-ils non seulement rendre les centrales nucléaires plus sûres, mais aussi augmenter leur rentabilité ? Des scientifiques du Laboratoire national d'Argonne du Département américain de l'énergie (DOE) travaillent en ce sens sur des systèmes qui pourraient rendre l'énergie nucléaire plus compétitive grâce à l'intelligence artificielle. "Les coûts d'exploitation et de maintenance sont très importants pour les centrales nucléaires, car elles nécessitent actuellement un grand nombre d'employés sur place et des travaux d'entretien importants", explique Roberto Ponciroli, ingénieur nucléaire en chef à Argonne, au portail web Techexplore.com. "Nous pensons que l'exploitation autonome peut contribuer à améliorer leur rentabilité et également à favoriser l'introduction de concepts de réacteurs avancés". Le projet de recherche du Laboratoire national d'Argonne vise à développer une architecture informatique qui permettrait de détecter les problèmes à un stade précoce et de recommander des mesures appropriées aux opérateurs humains. Selon les estimations de Ponciroli et de ses collègues, cette technologie permettrait à l'industrie nucléaire d'économiser plus de 500 millions de dollars par an.

L'IA prend en charge la surveillance et aide à la prise de décision

Aujourd'hui déjà, les différents composants d'un système de centrale nucléaire - vannes, pompes, échangeurs thermiques, etc. Mais ces capteurs, comme d'autres composants, peuvent être endommagés. C'est pourquoi ils doivent être contrôlés en permanence par des collaborateurs. Cela se fait par exemple par des visites régulières de l'installation. L'idée des chercheurs : et si des algorithmes pouvaient vérifier les données en apprenant comment fonctionne un capteur normal ? Ils pourraient alors rechercher des anomalies, c'est-à-dire que l'IA interpréterait les signaux des capteurs et recommanderait des mesures spécifiques. Ponciroli cite un exemple : "Supposons qu'un indicateur sur le tableau de bord de votre voiture attire votre attention sur un pneu dont la pression est trop faible. Vous savez que vous ne devez pas vous arrêter immédiatement, mais vous pourriez décider de ralentir un peu pour éviter une crevaison jusqu'à ce que vous puissiez gonfler le pneu". Nous voyons l'information (faible pression d'air), l'évaluons (s'arrêter ou continuer à rouler ?) et prenons des mesures (continuer à rouler, mais à une vitesse inférieure). L'IA peut désormais imiter cette logique. Dans une centrale nucléaire, les ordinateurs pourraient ainsi détecter les problèmes et en informer les opérateurs le plus tôt possible afin d'optimiser le contrôle et d'éviter des réparations plus coûteuses. Parallèlement, les ordinateurs pourraient éviter des travaux de maintenance inutiles sur les installations.

Optimiser les systèmes existants

Les chercheurs du Laboratoire national d'Argonne ont mis au point une telle simulation informatique, ou plutôt un jumeau numérique d'un réacteur nucléaire. Ils ont réussi à mettre au point des systèmes de contrôle et de diagnostic de ses parties virtuelles. Le reste du projet se concentrera sur la capacité de décision du système - ce qu'il fait des données de diagnostic. L'objectif de la recherche est de créer une architecture de système qui relie plusieurs algorithmes entre eux. Un outil d'analyse déjà existant pour les réacteurs modernes sera utilisé et adapté en conséquence par les ingénieurs. Il doit être suffisamment flexible pour pouvoir être utilisé sur des réacteurs existants.

Sources : SwissCognitive; Techexplore.com