Voler sous terre

Les solutions OptiMine® et AutoMine® de Sandvik Mining and Rock Technology sont les systèmes de numérisation et d'automatisation les plus avancés actuellement disponibles pour l'industrie minière souterraine. OptiMine® est une suite complète d'outils numériques permettant d'analyser et d'optimiser la production et les processus miniers. Elle comprend la visualisation de la mine en 3D, le suivi de la localisation, la planification, la gestion des tâches ainsi que la surveillance et l'analyse des équipements. Tous ces outils permettent d'identifier les goulets d'étranglement, de décrire ce qui se passe réellement dans la mine et de prédire ce qui se passera probablement à l'avenir. Quant à AutoMine®, qui peut fonctionner avec OptiMine®, il s'agit d'une solution d'automatisation et de commande à distance qui permet à l'équipement minier lourd de fonctionner de manière autonome.

Réduire l'exposition humaine

"OptiMine® permet de gérer les opérations minières et les informations en intégrant toutes les données pertinentes en une seule source et en fournissant les outils et les analyses nécessaires pour aider nos clients à optimiser leur processus d'exploitation minière", déclare Jarkko Ruokojärvi, Global Business Development Manager, Sandvik Mining and Rock Technology. "En réduisant l'exposition humaine aux dangers de l'exploitation minière souterraine, AutoMine® améliore la sécurité et, grâce à l'autonomie de l'équipement, améliore la productivité et la rentabilité."

Ces deux solutions numériques fonctionnent en interagissant avec les équipements et les autres actifs, ainsi qu'avec les données qu'ils recueillent. "OptiMine® recueille des données provenant de toutes les différentes ressources présentes dans une mine, telles que les équipements mobiles et les personnes", explique M. Ruokojärvi. "Il rassemble les données et les visualise de différentes manières que les personnes travaillant dans le centre d'exploitation de la mine et celles travaillant sous terre avec des tablettes peuvent utiliser afin de travailler plus efficacement, à la fois du point de vue de la planification et de l'exécution en temps réel."

Une proposition unique

La planification et l'exécution sont toutes deux d'une importance capitale, surtout lorsqu'il s'agit d'accéder à des zones difficiles d'accès dans les mines. En fait, il y a une zone d'une mine typique dont il était jusqu'à présent particulièrement difficile d'extraire des données. Comme tous les outils numériques, les solutions de Sandvik fonctionnent plus efficacement avec davantage de données, Sandvik a conclu un partenariat avec la société de robotique Exyn Technologies, basée à Philadelphie, afin de résoudre ce problème spécifique d'extraction de données.

"Nous avons une proposition unique qui correspond parfaitement aux exigences du problème unique de l'industrie minière", déclare le PDG d'Exyn, Nader Elm, "Nous avons un véhicule aérien entièrement autonome qui peut aller dans des zones souterraines dans lesquelles vous ne voulez pas ou ne pouvez pas envoyer de personnes".

Ces zones inaccessibles sont principalement des chantiers d'abattage - les cavités créées par le dynamitage. Les chantiers d'abattage sont intrinsèquement dangereux, car ils viennent d'être dynamités et il y a un risque d'éboulement", explique Nader Elm. "On ne va donc jamais dans ces cavités. Mais c'est aussi là que se déroulent les opérations et que l'on dispose du moins d'informations

Productivité et sécurité

"Notre véhicule aérien entièrement autonome peut voler dans ces cavités, où il n'y a ni GPS, ni ligne de visée, ni communications, et, à l'aide d'un capteur à balayage laser, cartographier les chantiers pour créer un riche nuage de points en 3D.

Il existe déjà une technologie pour cartographier les puits, mais elle est beaucoup moins efficace et plus dangereuse que la solution entièrement autonome d'Exyn. Par exemple, une comparaison des calculs volumétriques d'un puits de mine entre une carte d'Exyn et d'autres technologies révèle une différence de volume de 20 %, ce qui a des répercussions sur la sécurité et la productivité de nombreuses activités dans la mine", explique M. Elm.

"La productivité et la sécurité sont deux des principaux facteurs de valeur que nos clients recherchent dans ces solutions d'automatisation et numériques", ajoute M. Ruokojärvi, "et tout commence par la transparence de ce qui se passe sous terre et par la vision de ce qui se passe réellement. Pour pouvoir optimiser la mine en tant que site complet ou processus, il faut pouvoir mesurer tous les différents facteurs qui l'affectent."

La transparence accrue offerte par Exyn permet aux outils OptiMine® et AutoMine® de Sandvik d'améliorer et d'accélérer la prise de décision. Les cartes des chantiers d'Exyn peuvent être utilisées pour visualiser avec plus de précision ce qui s'est passé après une explosion, si l'explosion s'est déroulée comme prévu et le type de cavité qui a été créé. Ces informations permettent à leur tour de prendre des décisions en matière de forage et d'abattage pour le prochain cycle.

La rapidité est un autre avantage clé de la solution d'Exyn : "Les cartes à haute fidélité que nous pouvons fournir et la vitesse à laquelle nous pouvons les produire se traduisent par des gains de productivité considérables", déclare Elm. "Nous pouvons procéder à des itérations beaucoup plus rapides pour collecter des données, les analyser et, par conséquent, agir plus tôt."

Le robot d'Exyn a été construit de A à Z sur une période de trois ans par une équipe de scientifiques s'appuyant sur les recherches menées au laboratoire GRASP (General Robotics, Automation, Sensing & Perception) de l'université de Pennsylvanie : "Notre technologie est à la pointe du progrès, explique M. Elm, elle s'inspire essentiellement de ce qui se fait sur le marché de la voiture sans conducteur. D'une certaine manière, ce que nous faisons est plus difficile que ce que fait le marché des voitures sans conducteur, car nous devons travailler en trois dimensions, sans communications ni GPS, et nous devons faire tenir tout cela dans un véhicule qui ne peut transporter qu'un certain nombre de choses ; nous ne pouvons tout simplement pas transporter de tonnage."

Une collaboration harmonieuse

M. Ruokojärvi, responsable du développement commercial mondial des solutions numériques et autonomes chez Sandvik Mining and Rock Technology, abonde dans le même sens : "Nous avons suivi ce que font les différents acteurs dans ce domaine, et nous avons pu constater qu'Exyn est une société qui propose des solutions réellement innovantes en matière de robotique aérienne autonome."

Outre le fait de recommander aux clients leurs solutions respectives, l'un des aspects clés du partenariat entre Sandvik et Exyn est l'intégration de leurs solutions. Le développement est actuellement en cours dans la mine d'essai de Sandvik à Tampere, en Finlande, pour s'assurer que le flux de travail et le transfert de données entre le robot d'Exyn et les systèmes OptiMine® et AutoMine® de Sandvik se déroulent sans heurts. "Nous soulageons nos clients en nous assurant que les solutions d'Exyn et de Sandvik communiquent et fonctionnent ensemble sans heurts", déclare M. Ruokojärvi.

"La stratégie de Sandvik est très axée sur l'interopérabilité, ajoute-t-il, car nous savons que notre équipement n'est pas toujours le seul à être utilisé dans une mine. Il y a aussi toutes sortes de systèmes qui doivent communiquer et collaborer - planification d'entreprise, ressources humaines, planification de la maintenance, logistique, planification géologique de la mine, réseau informatique, etc. Ainsi, lorsque nous fournissons une technologie opérationnelle pour stimuler la productivité et améliorer la sécurité, nous devons l'intégrer à tous les autres systèmes et équipements. Pour ce faire, nous mettons les données à disposition via différents types d'interfaces dans OptiMine®, afin que les différents systèmes puissent interagir les uns avec les autres. Il s'agit de créer un écosystème numérique homogène sur les sites de nos clients."

Futures recherches conjointes

Exyn et Sandvik estiment que l'avantage le plus important de leur partenariat pour les clients est la sécurité.

"La sécurité est une priorité pour tout le monde, explique M. Elm, et l'une des choses qui nous a vraiment attirés dans l'industrie est l'intérêt porté à la sécurité humaine. C'est un aspect sur lequel nous pouvons avoir un impact direct avec ce que nous avons aujourd'hui, en réduisant les risques pour les géomètres et en montrant où se trouvent les dangers importants dans les mines. Éloigner les gens des activités qui les exposent à des risques est au cœur même de notre travail".

M. Ruokojärvi ajoute que Sandvik et Exyn partagent une vision commune, celle de mines souterraines opérationnelles ne nécessitant aucune présence humaine sous terre : "La possibilité de scanner la mine à distance, puis d'envoyer une machine minière autonome pour procéder en fonction de ce que nous savons de l'environnement, constitue une étape clé vers la vision d'une exploitation minière entièrement autonome", déclare-t-il.

"Notre partenariat avec Exyn, qui nous permettra de mener de futures activités conjointes de recherche et d'innovation, nous aide à élargir ensemble les horizons de l'autonomie minière. En travaillant ensemble pour combiner ces différentes machines autonomes, nous rendons vraiment possible de nouvelles choses et nous jetons les bases d'une innovation de classe mondiale pour développer des technologies qui répondront aux problèmes de nos clients et amélioreront leur productivité et leur sécurité."