Un outil d’intelligence artificielle pour les matériaux devrait faire progresser les industries grandes consommatrices d’énergie
L’un des plus grands défis des secteurs grands consommateurs d’énergie consiste à développer des matériaux capables de résister à des conditions extrêmes, telles que des températures extrêmement élevées, des environnements corrosifs et des contraintes physiques. Les outils d’intelligence artificielle (IA) peuvent analyser de grandes quantités de données pour proposer les matériaux aux propriétés les mieux adaptées. En prévoyant les propriétés des matériaux, ces boîtes à outils réduisent la nécessité de procéder à des essais physiques coûteux en temps et en argent.
Emmener des matériaux innovants vers le succès commercial
Le projet ACHIEF, financé par l’UE, a créé une plateforme d’IA innovante qui aide à sélectionner des matériaux et des revêtements de protection hautement performant adaptés aux besoins spécifiques de l’industrie. Les parties prenantes du projet ont développé quatre types de nouveaux matériaux. Il s’agit notamment de revêtements céramiques dérivés de polymères offrant une meilleure résistance à la corrosion et à l’érosion à haute température, et de nuances d’acier au chrome avancées présentant une résistance améliorée de 15 % au fluage et à la corrosion sous hautes températures. Le projet a, en outre, réalisé des percées dans le développement de matériaux résistants aux hautes températures et au fluage, inspirés des modèles de superalliages à haute entropie. Il a également contribué à la production de revêtements très performants à l’aide de nanocomposites à base d’alliages à haute entropie. «Nous avons cherché à faire passer les technologies émergentes du niveau de maturité technologique (TRL) 3-4 à TRL5, en démontrant leur potentiel dans des conditions industrielles réelles», explique Raquel Aleman , membre de l’équipe ACHIEF. «Ces technologies sont testées dans les processus de production de l’aluminium, de la pétrochimie et de l’acier. Au-delà de notre boîte à outils de conception de matériaux assistée par l’IA, des capteurs de température et de corrosion avancés ont joué un rôle déterminant dans nos efforts.» Les résultats des expériences en laboratoire sont très prometteurs L’étape suivante consiste à définir le processus industriel qui devrait permettre la production et l’application de ces matériaux et revêtements à plus grande échelle et sur de plus grandes surfaces, en tenant compte des contraintes supplémentaires liées à la mise à l’échelle.
Des méthodologies pionnières d’évaluation et de conception des matériaux
«ACHIEF inaugure une révolution dans la conception des matériaux, en s’appuyant sur des techniques expérimentales et de modélisation informatiques innovantes. Il va au-delà de l’état actuel de la technique en fusionnant des modèles informatiques sophistiqués avec des méthodes expérimentales de pointe pour relever de complexes défis de conception de matériaux», souligne Raquel Aleman. Les approches innovantes d’ACHIEF consistent notamment en la fusion d’architectures d’apprentissage profond pour optimiser les conceptions structurelles et en l’intégration de modèles basés sur les données et la physique pour rapidement évaluer l’impact d’un processus sur la structure, les propriétés et les performances des matériaux. Le projet développe en outre de nouveaux matériaux dotés de propriétés supérieures. «L’approche d’ACHIEF, qui consiste à faire progresser les processus de conception des matériaux, à augmenter leur résistance et à ajouter des systèmes de surveillance en temps réel, constitue une avancée considérable dans le domaine de la science et de l’ingénierie des matériaux. Cela signifie que nous pouvons créer des matériaux révolutionnaires utilisables dans les industries grandes consommatrices d’énergie», fait remarquer Raquel Aleman.
Des avantages prometteurs
Les avantages potentiels des développements de l’ACHIEF sont nombreux. Les nouveaux matériaux ont été conçus dans le but d’améliorer l’efficacité énergétique et de réduire les coûts opérationnels dans les secteurs à forte intensité énergétique. Ils ont également le potentiel d’améliorer les performances des matériaux dans des conditions extrêmes, ce qui permettra de réduire considérablement l’impact sur l’environnement. L’impact du projet sur les normes et les pratiques industrielles devrait être considérable: il devrait notamment améliorer l’efficacité énergétique de 20 %, réduire les émissions de CO2 de 20 % et à prolonger la durée de vie des équipements de 20 % ou plus. «ACHIEF est en passe de bouleverser les industries grandes consommatrices d’énergie. Les collaborations avec des partenaires de renom tels que Constellium, Tüpraş et ArcelorMittal ne sont qu’un début. L’avenir semble très prometteur grâce aux progrès considérables réalisés dans le domaine des revêtements, en particulier ceux qui assurent une protection contre la corrosion à haute température. ACHIEF devrait laisser une marque indélébile, remodelant le mode de fonctionnement des industries, améliorant l’efficacité, la durabilité et la compétitivité mondiale», conclut Raquel Aleman.
Mots‑clés
ACHIEF, revêtements, industries grandes consommatrices d’énergie, industries de transformation, conception de matériaux, intelligence artificielle, hautes températures, IA
