Comment l’intelligence artificielle peut transformer l’infrastructure énergétique américaine

Face à l'accélération du changement climatique, les États-Unis visent à réduire à zéro les émissions nettes de carbone de leur économie d'ici 2050. Atteindre cet objectif nécessitera un déploiement sans précédent de technologies énergétiques propres et une transformation significative de l'infrastructure énergétique du pays.

Il s’agit d’un défi exceptionnellement complexe et intimidant. Mais cela n’est pas impossible si nous exploitons les capacités de transformation de l’intelligence artificielle (IA), selon un nouveau rapport révolutionnaire publié par d’éminents chercheurs et scientifiques en énergie de tous les laboratoires nationaux américains. Le rapport est intitulé AI for Energy. Il fournit un cadre audacieux sur la manière dont le Département américain de l'énergie (DOE) peut utiliser l'IA pour accélérer la transformation du pays en matière d'énergie propre.

« L'IA peut gérer la complexité et établir des liens entre plusieurs disciplines scientifiques et techniques, plusieurs types de modèles et de données et plusieurs priorités de résultats. Cela peut permettre à l'IA de créer des solutions aux « grands défis » du déploiement massif et rapide d'énergie propre que les méthodes conventionnelles ne peuvent pas résoudre. « , a déclaré Rick Stevens, directeur associé du laboratoire de la direction informatique, environnement et sciences de la vie du laboratoire national d'Argonne du DOE.

Le rapport identifie de grands défis dans cinq domaines de l’infrastructure énergétique américaine. Il s’agit notamment de l’énergie nucléaire, du réseau électrique, de la gestion du carbone, du stockage de l’énergie et des matières énergétiques. Trois besoins communs sont apparus à travers ces défis. Le premier est la nécessité d’une conception et de tests assistés par ordinateur rapides et hautement fiables des matériaux et des systèmes. Le deuxième est la nécessité d'améliorer la capacité des scientifiques à identifier les incertitudes dans leurs prévisions et le fonctionnement des systèmes. Le troisième est la nécessité pour l’IA d’intégrer des données provenant de sources et de formats multiples.

Si les États-Unis parviennent à surmonter ces défis, les bénéfices pourraient être considérables.

« L'IA a le potentiel de réduire les coûts de conception, d'autorisation, de déploiement, d'exploitation et de maintenance des infrastructures énergétiques de plusieurs centaines de milliards de dollars », a déclaré Kirsten Laurin-Kovitz, directrice associée du laboratoire de la direction des technologies nucléaires et de la sécurité nationale à Argonne. « Cela peut également accélérer les processus de conception, de déploiement et de licence. Ceux-ci peuvent représenter jusqu'à 50 % du temps nécessaire à une nouvelle technologie pour arriver sur le marché. »

Pour exploiter ce potentiel, il faudra que les scientifiques, les acteurs industriels et les décideurs politiques travaillent ensemble plus étroitement que jamais. Le rapport « AI for Energy » représente une première étape importante. Environ 100 experts des domaines de l'IA, de l'apprentissage automatique et de l'énergie se sont réunis à Argonne pendant deux jours en décembre 2023. Leur objectif était de déterminer la meilleure façon d'utiliser l'IA pour résoudre les défis énergétiques des États-Unis. Les participants ont ensuite travaillé ensemble pendant trois mois pour créer le rapport.

Le rapport a été produit par Argonne et le Laboratoire national de l'Idaho, le Laboratoire national des énergies renouvelables et le Laboratoire national de technologie énergétique du DOE. Parmi les autres contributeurs clés figuraient le laboratoire national de Brookhaven du DOE, le laboratoire national Lawrence Berkeley, le laboratoire national Lawrence Livermore, le laboratoire national de Los Alamos, le laboratoire national d'Oak Ridge, le laboratoire national du nord-ouest du Pacifique et les laboratoires nationaux de Sandia.

« Argonne est reconnaissante de pouvoir tirer parti de son expertise pour contribuer à l'effort d'IA pour l'énergie », a déclaré Claus Daniel, directeur associé du laboratoire de la direction des technologies énergétiques avancées d'Argonne. « Nous sommes ravis d'aider le DOE à donner aux États-Unis un leadership mondial en matière de technologies d'énergie propre. Et d'aider le DOE à réaliser sa mission consistant à garantir l'indépendance et la sécurité énergétiques des États-Unis pour les décennies à venir.