L'ère de la simulation nucléaire vient de connaître un saut quantitatif majeur avec la mise en service de Teton, une machine conçue pour transformer des jours de calcul en quelques heures seulement.
La recherche sur l'énergie nucléaire a toujours été une pierre angulaire de la mission du Département de l'Énergie américain (DOE), et sa réussite dépend intrinsèquement de la puissance de calcul disponible.Avec chaque génération de machines, la capacité des chercheurs à modéliser les interactions complexes au cœur d'un réacteur s'affine, ouvrant la voie à des innovations en matière de combustibles et de conception de centrales.
L'Idaho National Laboratory (INL) active son nouveau supercalculateur, Teton. Quatre fois plus puissant que son prédécesseur et classé 85e mondial, il est conçu pour accélérer de manière spectaculaire la conception et le déploiement des futures technologies de réacteurs nucléaires, notamment grâce à l'intelligence artificielle et à des simulations d'une fidélité sans précédent.
Une montée en puissance spectaculaire
Teton représente une avancée majeure dans cette quête de performance. Ce nouveau supercalculateur, hébergé au Collaborative Computing Center de l'INL, offre une capacité de calcul quatre fois supérieure à celle de son prédécesseur, Sawtooth.
Capable d'effectuer 20,8 quadrillions de calculs par seconde, il se classe au 85e rang mondial des systèmes les plus rapides selon le classement TOP500. Un tel bond en avant réduit drastiquement le temps nécessaire pour passer du concept au déploiement des projets énergétiques.
Le système HPE Cray EX 4000 de Teton a été spécifiquement choisi pour son architecture massivement parallèle basée sur des processeurs (CPU). Avec 1 024 nœuds de calcul, chacun doté de 384 cœurs de processeur AMD Epyc Turin et de 768 Go de mémoire, il totalise près de 400 000 cœurs.Cette conception est optimisée pour les codes de simulation nucléaire qui exigent des modélisations séquentielles de haute fidélité, permettant de résoudre des calculs complexes sur un seul nœud là où il en fallait plusieurs auparavant.
Des applications concrètes pour l'énergie de demain
La puissance brute de Teton n'est pas une fin en soi ; elle est un outil au service d'objectifs très précis. Les chercheurs de l'INL et de toute la communauté scientifique américaine peuvent désormais s'attaquer aux défis les plus complexes liés à la conception et à l'exploitation des réacteurs avancés.
Cela inclut les petits réacteurs modulaires (SMR), les microréacteurs et les réacteurs à spectre rapide ou thermique, qui sont cruciaux pour la sécurité énergétique nationale.
Les simulations multiphysiques menées sur Teton encapsulent les mécanismes de rétroaction interconnectés entre la performance du combustible, la neutronique et l'hydraulique thermique.Concrètement, des outils comme la suite logicielle MOOSE (Multiphysics Object-Oriented Simulation Environment), développée à l'INL, bénéficieront directement de cette capacité de calcul accrue.
Ces simulations plus rapides et plus précises permettront de valider les modèles utilisés par l'industrie et les régulateurs, constituant un véritable accélérateur d'innovation.
L'intelligence artificielle comme nouveau goulot d'étranglement
Au-delà de la simulation traditionnelle, Teton est un pilier de la mission Genesis du DOE qui vise à accélérer le déploiement du nucléaire grâce à l'intelligence artificielle.
Sa puissance rend possible l'exécution des milliers de simulations complexes nécessaires pour créer des Reduced Order Models (ROMs). Ces modèles réduits sont des jumeaux numériques précis de systèmes réels, permettant d'optimiser la conception des futurs réacteurs et d'accélérer la recherche sur de nouveaux combustibles.
L'une des perspectives les plus prometteuses est l'utilisation croissante de flux de travail agentiques, où des agents d'IA communiquent entre eux pour prendre des décisions et optimiser les simulations.
Malgré cette puissance phénoménale, la demande en temps de calcul est si forte que les listes d'attente ne devraient pas diminuer, illustrant l'appétit insatiable de la recherche pour des ressources informatiques toujours plus performantes.
merci à GNT
