Le Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) s'associe à Commonwealth Fusion Systems (CFS) pour faire avancer la phase II de la « Genesis Mission » : construire un jumeau numérique du tokamak SPARC afin d'accélérer la R&D en fusion commerciale

Le Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL), relevant du département de l'énergie des États-Unis (DOE), a annoncé le 8 octobre 2026 qu'il rejoindrait en tant que force scientifique centrale l'équipe nationale de recherche collaborative pour participer à la phase II de la « Genesis Mission », afin de créer une plateforme de jumeau numérique (Digital Twin) à superintelligence (SI) destinée aux systèmes de fusion commerciale. Ce projet est piloté par la licorne américaine de la fusion Commonwealth Fusion Systems (CFS) et rassemble quatre laboratoires nationaux du département de l'énergie, des leaders industriels ainsi que des forces de recherche d'universités de premier plan.

Cette plateforme de jumeau numérique reflétera directement SPARC, le dispositif de validation de la fusion à confinement magnétique compact à haute température supraconductrice en cours de construction par CFS. Contrairement à la simulation numérique statique traditionnelle, ce système de jumeau numérique sera interconnecté en boucle fermée dynamique avec le dispositif expérimental de physique de la fusion réel, utilisant les données mesurées pour un calibrage et une itération en ligne continus, et produisant en permanence des prévisions d'exploitation et des recommandations de contrôle de plus en plus précises. En établissant un flux de travail de bout en bout entre le jumeau numérique et le prototype physique, l'équipe de R&D vise à optimiser globalement et à accélérer le processus de développement d'ingénierie de la future première centrale de fusion commerciale ARC.

Le PPPL assumera un rôle de pivot technique clé dans cette mission nationale, en fournissant pleinement l'architecture d'ingénierie logicielle sous-jacente, les modèles de superintelligence, les modèles de calcul de physique des plasmas essentiels, l'énorme base de données de mesures historiques de tokamaks ainsi que le soutien en ressources de calcul haute performance (HPC). Michael Churchill, responsable du « Frontier Group for AI-Driven Science » du PPPL, dirigera les efforts du laboratoire, aux côtés des scientifiques Álvaro Sánchez Villar, Nate Ferraro et Robert Hager, pour faire avancer le développement intégré de ce système.

Sur le plan de la simulation physique, plusieurs codes classiques de simulation de fusion maintenus de longue date par le PPPL, tels que M3D-C1, TRANSP et XGC, seront profondément intégrés à cette plateforme, et grâce à des modèles d'agents à superintelligence entraînés sur de vastes ensembles de données de simulation, il sera possible de réaliser une prédiction ultra-rapide de l'ensemble du processus d'une décharge de tokamak, impulsion par impulsion. Ce processus de prédiction sera réduit à moins de 20 minutes, répondant pleinement au besoin de SPARC de réaliser rapidement la prédiction de la forme de la décharge plasma et des paramètres de contrôle pendant l'intervalle entre les impulsions. En outre, le flux de jumeau numérique du dispositif expérimental phare de fusion du PPPL, le « National Spherical Torus Experiment Upgrade » (NSTX-U), servira de plateforme de référence pour les tests préalables, afin de permettre une validation d'ingénierie et une comparaison croisée approfondies de divers outils algorithmiques avant le déploiement officiel sur SPARC.

Laura Berzak Hopkins, directrice adjointe de la recherche et directrice scientifique du PPPL, a souligné que le laboratoire a accumulé, sur plusieurs dispositifs de fusion, des décennies de données de diagnostic de haute précision des plasmas ; en combinant les théories de fusion de pointe et une chaîne d'outils de calcul avancés, et en construisant des ensembles de données expérimentales standardisés et structurés de haute qualité pour alimenter les modèles d'IA, le laboratoire fournira au secteur de l'ingénierie de la fusion des outils de prédiction et d'optimisation révolutionnaires, accélérant ainsi le déploiement de l'énergie de fusion commerciale depuis ses fondements.