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Des robots dans la mine

01 avril 2022 - Source : BLOGUE

 

Les minières canadiennes aspirent à automatiser une partie de leurs opérations de forage et de transport de minerai d’ici 2030. (Photo : Agnico-Eagle)

D’ici quelques années, les humains feront place aux robots dans nos mines. Ce sont eux qui foreront le roc ou transporteront le minerai en surface, par exemple, le tout de façon autonome. Comment optimiser leur travail? Quelle place réserver aux humains dans cette nouvelle industrie minière? Voilà le genre de questions auxquelles s’attarde une équipe de Polytechnique Montréal. Son objectif et celui de ses partenaires : automatiser l’extraction du minerai dans une première mine canadienne d’ici 2030.

De son poste de commande basé à Montréal, un travailleur jette un œil sur ce qui se trame dans une mine située dans le nord du Québec. À 2 kilomètres sous terre, une foreuse s’attaque à une paroi où s’enfonce un filon prometteur. Dans une autre galerie, une chargeuse-navette remonte en surface chargée de minerais. Le tout, sans l’intervention d’un humain.

Cette scène surréaliste pourrait devenir routinière dans un futur pas si lointain. Même qu’on en voit déjà les balbutiements.

En Abitibi, la mine La Ronde d’Agnico-Eagle fait figure de pionnière dans le domaine grâce à son réseau de communication sans fil LTE. Bien qu’ils soient postés à plus de deux kilomètres dans le sol, les travailleurs de cette mine participent désormais à des réunions en visioconférence pour faire état de l’avancement des travaux. Plus besoin d’attendre la fin du quart de travail et remonter et signaler un accro susceptible de bousculer le quart de travail suivant. Le réseau LTE de l’entreprise contrôle aussi la ventilation des galeries de façon autonome, en plus de permettre à des opérateurs de téléguider à distance certains équipements. Un travail qui vient avec ses limites, parce que la poussière entrave la vision des caméras.

Reste que ce n’est là qu’une étape. À terme, les minières aspirent à automatiser plusieurs de leurs processus. Certains gisements pourraient même être exploités 24 heures sur 24, 7 jours sur 7 grâce à l’automatisation.

EXPLOITER LES DONNÉES

Pr Michel Gamache (crédit photo : Jean-François Ferland)

Avant d’en arriver là, beaucoup de travail reste encore à accomplir. Certains groupes de recherche se concentrent sur la robotisation de la machinerie. D’autres se penchent plutôt sur l’automatisation des processus à l’intérieur et à l’extérieur des mines. C’est le cas de Michel Gamache, professeur titulaire au Département de mathématiques et de génie industriel à Polytechnique Montréal.

Avec les membres de son équipe et ses collaborateurs tant académiques qu’industriels, Pr Gamache s’intéresse à chacun des maillons de la chaîne d’extraction des minerais, du forage à la gestion des résidus miniers.

Un exemple? Dans le cadre de l’un des projets mené en collaboration avec Pr Bruno Agard du Département de mathématiques et de génie industriel et Pr Antoine Tahan, affilié à l'École de technologie supérieure(ÉTS), le groupe étudie différentes façons d’exploiter les données que génèrent des capteurs qu’on trouve déjà sur les équipements de travail. Mesure de vibrations, poids transportés, pression, température, etc. : des centaines de données sont générées sans qu’elles ne soient nécessairement utilisées présentement.

Mais ça risque de changer.

« L’un de nos objectifs, c’est de faciliter l’utilisation de ces données avec un objectif préventif et prédictif pour déterminer le meilleur moment pour faire l’entretien des équipements », explique Pr Gamache. « On veut prévoir les bris, mais aussi essayer de mieux gérer l’entretien préventif, comme les changements d’huile ou des pneus, pour synchroniser les opérations et éviter de faire trop d’arrêts de production. »

Cet outil d’analyse devrait ultimement proposer des diagnostics à un gestionnaire par l’entremise d’une interface qui fait l’objet d’un autre projet. Le groupe collabore à ce sujet avec Pr Philippe Doyon-Poulin, affilié lui aussi au Département de mathématiques et de génie industriel à Polytechnique Montréal.

L’analyse des données en temps réel devrait aussi permettre de limiter les points de friction tout au long du processus d’extraction, selon Pr Gamache. Les données enregistrées par la foreuse, par exemple, en disent long sur la géométallurgie du roc qu’on est en voie d’extraire. « L’important, ce n’est pas juste de connaître la teneur en or, par exemple, mais surtout comprendre toute la géophysique du roc pour connaitre l’impact qu’aura l’extraction de chaque tonne sur le parc de résidus. », explique Pr Gamache.

Une meilleure connaissance des propriétés de chaque chargement, en plus d’une estimation du poids de matière transporté, permettra d’utiliser juste ce qu’il faut de réactif pour extraire le minerai une fois que le chargement entre dans l’usine de traitement du minerai. Par cette astuce, on limitera à la fois les coûts monétaires et l’impact environnemental qui vient avec le processus d’extraction.

« Au lieu d’attendre que le chargement remonte en surface, les travailleurs pourront déjà se préparer », précise Pr Gamache. « L’idée c’est aussi de faire en sorte qu’on soit dans l’anticipation plutôt que la réaction. »

Dans le même ordre d’idée, son groupe teste l’utilité que pourraient avoir les jumeaux numériques dans le secteur minier, un projet mené avec la collaboration de Pr Jean-Marc Frayret du Département de mathématiques et de génie industriel. En reproduisant in silico les paramètres d’une exploitation, on pourrait tester l’impact de certaines décisions sur l’ensemble des activités d’une mine.

objectif... 2030

Une fois les robots en place dans les mines, il faudra coordonner leur travail pour optimiser l’extraction du minerai et limiter l’impact environnemental global des opérations. (Photo : Agnico-Eagle)

Les différents projets qui occupent les étudiantes et étudiants du Pr Gamache s’inscrivent dans les activités du Groupe MISA , une initiative québécoise de transition numérique de l’industrie minière appuyée par le Ministère de l’Énergie et des Ressources naturelles du Québec et qui rassemble des intervenantes et intervenants du monde universitaire et de l’industrie.

MISA a pour objectif ambitieux de créer une première exploitation autonome d’ici 2030, un projet qui a pour nom Mission Mines Autonomes 2030 (MMA 2030). La démarche s’inspire d’une initiative suédoise où les manufacturiers de l’industrie minière ont collaboré pour développer des véhicules autonomes adaptés à leur industrie.

Le projet québécois, lui, imagine le centre de contrôle de demain, d’où toutes les opérations sous terre seront dirigées en s’appuyant sur l’analyse des données et l’intelligence artificielle. « L’idée, c’est que si on réussit à opérer une mine à distance de cette façon, on pourra en opérer des dizaines du même endroit », explique Pr Gamache.

Une trentaine de projets de recherche sont en cours dans le cadre de cette initiative. Certains d’entre eux profitent aussi d’un appui de la part de la plateforme MITACS.

En savoir plus

Fiche d’expertise de Pr Michel Gamache
Fiche d’expertise de Pr Bruno Agard
Fiche d’expertise de Pr Philippe Doyon-Poulin
Fiche d’expertise de Pr Jean-Marc Frayret
Site Web du Département de mathématiques et de génie industriel
Site Web du Groupe Misa
Site Web de MITACS

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