Accélérer la numérisation et l’automatisation du secteur minier européen
La plupart des secteurs industriels ont accéléré l’automatisation et la numérisation au cours des dernières décennies. Cependant, le secteur minier est plus traditionnel et a été plus lent à adopter des processus pertinents qui promettent une efficacité et une sécurité accrues ainsi qu’une amélioration de la santé des travailleurs. Cette situation est en train de changer, et l’UE s’est pleinement engagée à soutenir stratégiquement la numérisation de l’exploitation minière souterraine. Dans ce contexte, le projet illuMINEation a développé une plateforme d’internet industriel des objets (IIoT pour «industrial internet of things») polyvalente et flexible pour les applications minières.
IIoT avec gestion et analyse intelligentes des données
La numérisation et l’automatisation à grande échelle s’articulent autour de la collecte, de la transmission, du traitement et de l’utilisation de grandes quantités de données. «IlluMINEation a déployé différentes solutions de capteurs, des approches de numérisation à multiples facettes, ainsi qu’une analyse approfondie et complète des données. Ces outils permettent de mieux comprendre la distribution des teneurs en minerai et les conditions géologiques, de faciliter une surveillance complète des contraintes de la roche et de l’environnement, et de soutenir la maintenance prédictive de l’équipement minier», explique le coordinateur du projet, Gernot Loidl, de l’université de Leoben. Toutes les données sont traitées par l’intermédiaire de la plateforme IIoT d’illuMINEation. La plateforme à plusieurs niveaux favorise une gestion et une analyse robustes et intelligentes des données sur les sites opérationnels individuels (nœuds périphériques), au sein des opérations minières individuelles (couche de brouillard) ou dans plusieurs mines au niveau de l’entreprise (nuage). En outre, elle s’appuie sur des solutions de visualisation open-source basées sur un navigateur, qui peuvent être facilement adaptées à des scénarios d’utilisation minière spécifiques. «L’approche open-source simplifie la gestion des licences et réduit les coûts. La mise en œuvre “low-code” (développement d’applications par “glisser-déposer”) facilite la personnalisation des tableaux de bord. Les capacités 3D prennent en charge les jumeaux numériques et la réalité augmentée, virtuelle et synthétique, et sont disponibles sur les appareils mobiles», résume Gernot Loidl.
Communiquer dans un environnement minier 4D
De nombreuses options de transmission des signaux sont déjà utilisées dans les exploitations minières souterraines. Il s’agit notamment du Wi-Fi, du Bluetooth, du LoRa (abréviation de «long range», un système émergent de transmission sans fil à très longue distance) et du LoRaWAN. Le projet illuMINEation a recouru aux technologies sélectionnées en procédant au cas par cas. «Pour augmenter encore la portée de la communication dans les systèmes complexes de tunnels souterrains à plus de 1,5 kilomètre, le projet a mis au point un système de transmission de données à plusieurs bonds basé sur la technologie LoRa», note Gernot Loidl. L’exploitation minière est un environnement 4D qui évolue non seulement dans l’espace mais aussi dans le temps. Étant donné que les tunnels et les galeries souterraines changent au fil du temps avec la progression de l’exploitation minière, l’infrastructure du réseau est entretenue de manière continue, en reconstruisant ou en supprimant des composants pour refléter les changements survenus.
Améliorer la durabilité, l’efficacité, la sécurité et la rentabilité des mines
«Les technologies développées permettent de mieux contrôler la masse rocheuse et offrent une meilleure connaissance de la géologie et du gisement, ce qui se traduit par une extraction plus efficace des ressources avec moins d’efforts et une plus grande sécurité sur le lieu de travail», explique Gernot Loidl. Le projet a également testé et déployé des drones autonomes pour inspecter les zones dangereuses et mis au point un système de détection des mouvements humains à proximité des équipements miniers afin d’éviter les collisions potentielles. «Tous les résultats d’illuMINEation améliorent la durabilité et la rentabilité des opérations minières en tenant compte des performances en matière de santé et de sécurité au travail, des impacts environnementaux, de l’efficacité de l’extraction des ressources et des opérations économiques», conclut Gernot Loidl. Les 22 partenaires du projet (établissements universitaires, instituts de recherche, fabricants d’équipements d’origine et sociétés minières) issus de sept pays européens ont mis en œuvre de nouvelles technologies basées sur les résultats d’illuMINEation dans leurs flux de travail, leurs produits et leurs portefeuilles de recherche. Cette large base d’experts, associée à cinq cas d’utilisation réels et à l’approche open-source et low-code, devrait constituer une base solide pour l’expansion continue de la numérisation et de l’automatisation de l’industrie minière européenne, en apportant des avantages pour tous.
Mots‑clés
illuMINEation, exploitation minière, numérisation, IoT, automatisation, mines, IIoT, IoT industriel, LoRa, drones
