L’imagerie neutronique franchit une nouvelle étape avec VENUS, un instrument de pointe installé au Laboratoire national d’Oak Ridge aux États-Unis. La technologie proposée par l’ORNL qui combine des faisceaux de neutrons intenses et l’intelligence artificielle, permettrait d’accélérer considérablement les découvertes dans divers domaines scientifiques.
Le Département de l’Énergie américain a récemment approuvé la mise en service de VENUS (Versatile Neutron Imaging Instrument) à la Source de Neutrons par Spallation (SNS) de l’ORNL. Cet instrument d’imagerie neutronique de dernière génération offre des capacités uniques pour explorer la structure interne des matériaux à l’échelle atomique, sans les endommager.
Hassina Bilheux, scientifique spécialisée en diffusion neutronique à l’ORNL, a exprimé son enthousiasme : «C’est un rêve devenu réalité. Travailler avec tant de personnes talentueuses dédiées à la réalisation de VENUS a été un honneur et un privilège.»
Des applications multiples pour la science
VENUS ouvre de nouvelles possibilités dans plusieurs domaines de recherche :
Stockage d’énergie
L’instrument permettra d’étudier en détail la structure des batteries, contribuant au développement de systèmes de stockage d’énergie plus performants.
Science des matériaux
VENUS aidera à concevoir des matériaux de construction plus efficaces en analysant leur structure à l’échelle atomique.
Physiologie végétale
Les chercheurs pourront examiner en profondeur la structure des plantes, ouvrant la voie au développement de cultures résistantes à la sécheresse.
Une technologie de pointe
VENUS se distingue par plusieurs caractéristiques innovantes :
Imagerie 3D haute résolution : L’instrument offre une visualisation tridimensionnelle détaillée des échantillons, avec une sensibilité aux détails structurels à l’échelle atomique.
Méthode non destructive : Grâce aux neutrons, VENUS peut analyser des matériaux extrêmement fragiles sans les altérer, comme des roches lunaires rapportées par les missions Apollo.
Intelligence artificielle intégrée : VENUS utilise des algorithmes avancés pour traiter rapidement les données brutes et produire des modèles 3D des échantillons en temps réel.
Jens Dilling, directeur associé du laboratoire pour la direction des sciences neutroniques de l’ORNL, a souligné l’importance de VENUS : «Nous sommes ravis d’offrir des capacités uniques aux communautés scientifiques du monde entier. Face aux défis actuels, la science et les personnes talentueuses qui la font progresser, comme ici avec VENUS, représentent peut-être notre plus grand espoir.»
L’IA au service de la recherche
L’intégration de l’intelligence artificielle dans VENUS marque une avancée significative. Les algorithmes développés en collaboration avec d’autres laboratoires nationaux permettent d’acquérir et de traiter les données de manière autonome et rapide.
Hassina Bilheux a ajouté : «La collaboration avec nos collègues spécialistes des rayons X sur ce projet d’IA a été très fructueuse. Ce partenariat a jeté les bases pour obtenir des résultats de recherche de haute qualité qui, nous l’espérons, changeront la donne en science des matériaux.»
La conception et la construction de VENUS ont mobilisé de nombreux talents depuis 2006. Le projet a surmonté divers obstacles, notamment la pandémie, pour aboutir à un instrument opérationnel. Les premières expériences utilisateurs sont prévues pour la seconde moitié de 2025.
Le scientifique a conclu avec enthousiasme : «Il faut toute une équipe pour créer un instrument aussi complexe, et notre équipe de l’ORNL est très dévouée, ce dont je suis très reconnaissante et fière. Maintenant, elle est prête – il est temps de venir essayer des choses et de repousser les limites de l’instrument.»
VENUS représente une avancée majeure dans le domaine de l’imagerie neutronique, promettant d’accélérer les découvertes scientifiques dans de nombreux domaines. En combinant des faisceaux de neutrons intenses et l’intelligence artificielle, cet instrument ouvre de nouvelles voies pour explorer la matière à l’échelle atomique, tout en préservant l’intégrité des échantillons étudiés.
Légende illustration : L’instrument d’imagerie neutronique polyvalent, ou VENUS, qui devrait être utilisé par les utilisateurs à l’automne prochain, arbore la couleur verte de l’ORNL pour symboliser l’implication des scientifiques et des chercheurs de l’ensemble de l’ORNL.
Article : « A machine learning decision criterion for reducing scan time for hyperspectral neutron computed tomography systems »- DOI: articles/s41598-024-63931-x
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