(CONNECT) Le soudage au laser est un procédé d'assemblage moderne qui trouve de nombreuses applications dans l'aérospatiale, l'industrie et la médecine. Ce procédé est toutefois soumis à des mécanismes physiques complexes, qui sont actuellement optimisés à l'aide de simulations informatiques pouvant durer plusieurs heures. Des chercheurs du Laboratoire fédéral d’essai des matériaux et de recherche (Empa) à Thoune et de l’entreprise de calcul quantique Terra Quantum de Saint-Gall ont désormais mis au point un modèle basé sur l’intelligence artificielle (IA) qui permet de simuler le processus jusqu’à 100 000 fois plus rapidement qu’avec les méthodes traditionnelles, selon un communiqué. Les chercheurs ont baptisé ce modèle « Laser Processing Fourier Neural Operator » (LP-FNO). Contrairement aux simulations multiphysiques existantes, qui prennent environ six minutes avec une résolution standard de 10 micromètres et environ une heure avec une résolution de 5 micromètres, le LP-FNO apprend la relation entre les paramètres du traitement laser – puissance et vitesse de balayage – et les champs de température tridimensionnels qui en résultent, ainsi que les limites de la zone de fusion, à l’aide d’une architecture d’opérateur neuronal de Fourier, en environ 8 millisecondes à la résolution standard. À une résolution plus élevée, ce même processus prend 88 millisecondes.
« La capacité à réduire des simulations physiques de plusieurs heures à quelques millisecondes n’est pas une simple amélioration progressive, mais une transformation qui ouvre la voie à des applications totalement nouvelles », déclare Markus Pflitsch, PDG et fondateur de Terra Quantum, dans le communiqué. « Grâce à LP-FNO, les entreprises industrielles peuvent optimiser leurs processus en temps réel, créer des jumeaux numériques qui restent synchronisés avec le processus physique et explorer des espaces de paramètres dont l’étude était jusqu’à présent trop coûteuse. Voilà à quoi ressemble l’utilisation de l’IA pour résoudre les problèmes les plus complexes de la fabrication. » Elia Iseli, responsable du groupe Light-Matter Dynamics à l’Empa, voit dans ce partenariat « la combinaison du savoir-faire de l’Empa dans les domaines de l’usinage au laser, de la science des matériaux et de la modélisation des processus avec les compétences de Terra Quantum dans les domaines de l’apprentissage automatique avancé et des méthodes des opérateurs neuronaux ». L’étude actuelle étude est publiée dans la revue spécialisée « Journal of Intelligent Manufacturing ». ce/eb