Une ingénieure de l’Université de Virginie-Occidentale développe des outils d’intelligence artificielle non conventionnels qui pourraient redéfinir la durabilité de la fabrication chimique.
Yuhe Tian, ingénieure à l’Université de Virginie-Occidentale, est convaincue que les innovations dans les processus actuels de fabrication chimique, notamment les transitions axées sur la durabilité énergétique, peuvent être stimulées par l’intelligence artificielle quantique. Cette dernière repose sur l’apprentissage automatique sur un ordinateur quantique de pointe qui utilise des particules subatomiques pour stocker des informations et résoudre des problèmes.
Grâce à une subvention de 240 000 dollars de la National Science Foundation, Yuhe Tian lance un projet de deux ans qui exploitera l’intelligence quantique pour innover dans la conception de usines chimiques respectueuses de l’environnement.
Une approche inédite pour une conception durable
« Mon équipe adoptera une approche inédite pour utiliser l’apprentissage automatique quantique afin d’identifier des conceptions de processus chimiques novatrices, optimales et durables », a indiqué Yuhe Tian, professeure adjointe de génie chimique et biomédical au WVU Benjamin M. Statler College of Engineering and Mineral Resources.
« Nous voulons découvrir comment la fabrication de produits chimiques comme l’hydrogène et l’ammoniac peut être plus verte, principalement en termes de réduction des émissions de dioxyde de carbone et de la consommation d’énergie. Au lieu de s’appuyer fortement sur l’expertise humaine, notre cadre générera systématiquement des solutions de conception de processus inédites. »
L’IA quantique : une solution pour une industrie énergivore
Selon l’U.S. Energy Information Administration, la production de produits chimiques en vrac représentait 33% de la consommation d’énergie industrielle en 2020, ce qui en fait le plus grand consommateur d’énergie du secteur industriel domestique, avec des émissions de gaz à effet de serre de 274 millions de tonnes métriques.
« Le marché chimique mondial est très compétitif, il est donc impératif que les fabricants trouvent des voies plus propres mais économiquement viables pour la production chimique », a ajouté Yuhe Tian.
L’IA quantique pour une conception de processus plus efficace
La « conception de processus assistée par ordinateur » est un outil qui examine les technologies et les configurations de processus possibles, évalue les compromis entre différentes solutions et permet de réaliser des économies de coûts significatives pour les fabricants. Récemment, la conception de processus assistée par ordinateur a fortement dépendu de l’IA.
La conception de la fabrication chimique est si complexe, impliquant plusieurs grandes unités différentes travaillant en combinaison – réacteurs, échangeurs de chaleur, séparateurs, etc. – que l’IA standard peut prendre beaucoup de temps pour fournir des solutions.
En synthèse
En exploitant l’IA quantique, Tian espère accélérer la découverte et le développement de conceptions de processus innovantes, efficaces et durables. Cette approche pourrait aider à évaluer comment les nouvelles technologies offrant une meilleure efficacité énergétique et une durabilité environnementale pourraient être mises à l’échelle pour les opérations dans une usine chimique et comment les intégrer avec les processus et équipements existants de l’usine.
Pour une meilleure compréhension
Qu’est-ce que l’IA quantique ?
L’IA quantique est une forme d’intelligence artificielle qui utilise l’apprentissage automatique sur un ordinateur quantique pour résoudre des problèmes.
Comment l’IA quantique peut-elle aider l’industrie chimique ?
Elle peut aider à identifier des conceptions de processus chimiques novatrices, optimales et durables, en réduisant les émissions de CO2 et la consommation d’énergie.
Qu’est-ce que la conception de processus assistée par ordinateur ?
C’est un outil qui examine les technologies et les configurations de processus possibles, évalue les compromis entre différentes solutions et permet de réaliser des économies de coûts significatives pour les fabricants.
Quels sont les défis de la conception de processus assistée par ordinateur ?
La conception de la fabrication chimique est complexe et implique plusieurs grandes unités différentes travaillant en combinaison, ce qui peut prendre beaucoup de temps pour l’IA standard.
Quel est l’objectif de l’approche de Tian ?
Elle vise à accélérer la découverte et le développement de conceptions de processus innovantes, efficaces et durables en exploitant l’IA quantique.
Références
Légende illustration : « Les chercheurs Yuhe Tian et Austin Braniff de la WVU veulent rendre plus durable l’industrie de la fabrication de produits chimiques, très gourmande en énergie. Ils développent donc une intelligence artificielle qui fonctionnera sur une plateforme d’informatique quantique rapide comme l’éclair et aura la capacité d’innover de nouvelles conceptions, hors des sentiers battus, pour les processus de fabrication. (WVU Photo/Nathaniel Godwin) »
Université de Virginie-Occidentale, « WVU researcher trains next-gen AI for chemicals industry to take a quantum leap forward », 2024.
