L’IA PACMAN de Princeton pilote le plasma de fusion en quelques millisecondes et prévient les instabilités avant qu’elles n’apparaissent

Maintenir un plasma de fusion stable revient à équilibrer quelque chose de bien plus chaud que le Soleil dans une bouteille magnétique, où les problèmes peuvent surgir en une fraction de seconde. Des chercheurs de l’université de Princeton et du laboratoire de physique des plasmas de Princeton (PPPL), rattaché au département américain de l’Énergie, ont montré que l’intelligence artificielle peut aider à tenir cet équilibre plus vite qu’aucun humain. Leurs résultats ont été publiés dans la revue Nuclear Fusion et présentés en septembre 2026.

L’équipe a conçu une architecture logicielle baptisée PACMAN, acronyme anglais de « prédiction et contrôle par apprentissage automatique », et l’a testée lors de cinq expériences sur l’installation nationale de fusion DIII-D, un tokamak situé à San Diego. Le cycle complet (collecte des données, vérification des erreurs, prédiction du comportement du plasma et envoi de commandes dans des limites de sécurité) dure généralement une vingtaine de millisecondes, puis recommence en continu. « Un opérateur humain très concentré peut réagir de l’ordre de la seconde », a expliqué Andy Rothstein, qui a codirigé les travaux.

Pendant les expériences, PACMAN a coordonné plusieurs systèmes de chauffage, dont six gyrotrons à micro-ondes, et assuré plusieurs tâches. Surtout, un modèle d’apprentissage automatique a prédit un mode de déchirement (tearing mode), une instabilité dommageable, environ 200 millisecondes avant son apparition, et le système a agi pour l’empêcher. Les contrôleurs classiques ne détectent généralement ce type d’instabilité qu’une fois déclenchée, puis tentent de la supprimer, souvent au prix d’une baisse de performance, a précisé Hiro Farre Kaga, qui a également dirigé les travaux.

L’architecture est conçue pour être modulaire. « On peut en ajouter un nouveau, en remplacer un ou en faire tourner plusieurs à la fois sans toucher au reste du système », a indiqué Egemen Kolemen, qui enseigne à Princeton et a supervisé les travaux. Cette souplesse pourrait permettre de l’adapter à d’autres machines de fusion, y compris à des réacteurs encore à concevoir.

Point essentiel : l’IA n’agit pas seule. Des limites de sécurité matérielles s’appliquent quelles que soient ses recommandations, des physiciens examinent les résultats après chaque expérience et ce sont les chercheurs qui fixent les objectifs. « Aussi sophistiqués que soient vos contrôleurs, c’est au final un opérateur humain qui fixe les paramètres de ce contrôle », a rappelé Hiro Farre Kaga. L’énergie de fusion reste un horizon lointain, mais des outils qui aident à stabiliser les plasmas sont une étape importante sur ce chemin.