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Extraction de fond

Le projet minier immergé ¡VAMOS! financé par l’Union européenne a prouvé que la pensée dominante peut être bousculée grâce à une collaboration intelligente et une approche innovante à un problème séculaire.

Une mine à ciel ouvert peut être inondée pour tout un tas de raisons, de la défaillance du système de dénoyage à l’infiltration d’eau souterraine. Il n’a jamais été possible d’accéder au minerai ensuite à cause d’un obstacle évident, en l’occurrence des milliers de litres d’eau faisant barrage. Du moins jusqu’à maintenant.

Au cours de la deuxième campagne d’essais du projet Viable Alternative Mine Operating System, alias ¡VAMOS!, en octobre 2018, les 16 entreprises européennes qui ont collaboré pour le mener à bien ont montré que les obstacles sont là pour être surmontés. L’objectif de ¡VAMOS! était de construire un engin minier de plongée grandeur nature pour démontrer non seulement qu’il était possible d’exploiter des mines à ciel ouvert noyées mais aussi que l’opération était économiquement viable. Financé par le programme européen Horizon 2020 doté d’un budget de 80 milliards d’euros, les acteurs du projet ont mené des essais sur le terrain à la mine inondée de Magcobar à Silvermines, en Irlande.

« Nous poussons à fond le matériel ici », lance Paul Arthur, chef de projet chez Soil Machine Dynamics (SMD) à propos de la campagne d’essais de ¡VAMOS!. Pour construire le prototype, SMD a assemblé tout le matériel de ses partenaires industriels dans ses installations du Royaume-Uni. « Nous allons au-delà de nos connaissances actuelles, c’est d’ailleurs la raison pour laquelle il y a des essais et que nous sommes ici. »

La deuxième campagne d’essais avait pour objet de découvrir ce dont le prototype était capable. « Les premiers essais ont eu lieu à Lee Moor, une mine de kaolin, une roche très tendre, explique Jenny Rainbird, principal chef du projet de recherche au BMT Group, coordinateur de ¡VAMOS!. À Silvermines, nous voulons principalement tester, entre autres, la capacité d’abattage de la machine, la quantité de matériau susceptible de pouvoir être traitée et le volume abattu. C’est pourquoi nous nous attaquons ici à de la roche beaucoup plus dure. »

C’est sur ce point particulier que Sandvik Mining and Rock Technology est intervenu. L’entreprise a fourni pour le prototype un châssis, un stabilisateur arrière, un bras d’abattage et surtout une tête d’abattage ainsi que ses moteurs et systèmes d’entraînement. « Nous avons mis à disposition une tête d’abattage à commande hydraulique de 150 kW, la MA620, l’outil idéal dans la catégorie de puissance nécessaire pour l’abattage de roches plus dures, indique Uwe Restner, chef de produit machines à attaque ponctuelle et numérisation chez Sandvik Mining and Rock Technology. Ici, à Silvermines, nous voulons boucler la boucle et tester l’engin minier dans des formations de roche dure afin de pouvoir interpoler entre la roche tendre et la roche dure et obtenir un panorama complet de la capacité d’abattage du prototype. »

Les partenaires de ¡VAMOS!

  • BMT Group – Royaume-Uni
  • Soil Machine Dynamics – Royaume-Uni
  • Damen Dredging Equipment – Pays-Bas
  • INES TEC Porto – Portugal
  • Fugro EMU – Royaume-Uni
  • Zentrum für Telematik – Allemagne
  • Université de Leoben – Autriche
  • Mineralia – Portugal
  • Marine Minerals Limited – Royaume-Uni
  • Sandvik – Autriche
  • Institut slovène de géologie – Slovénie
  • Centro Futuro – Espagne
  • Fédération européenne des géologues – Belgique
  • Trelleborg – Pays-Bas
  • Institut fédéral de géologie – Bosnie-Herzégovine
  • Fondation pour la reconstruction et le développement de la région de Vareš – Bosnie-Herzégovine

Walter Riegler, technicien d’entretien chez Sandvik Mining and Rock Technology, ajoute que Sandvik a apporté quatre types de picots et plusieurs types de plaquettes en carbure de tungstène pour les essais : « Nous avons fourni plusieurs types de plaquettes pour tester l’aptitude de la tête d’abattage sous l’eau car nous ne savons pas quelles conditions nous allons trouver au fond. »

L’ensemble du système est à la fois complexe et simple : complexe à cause des nombreuses technologies de pointe associées pour obtenir une application toute nouvelle; simple parce qu’au bout du compte, il s’agit d’exploiter une fosse à ciel ouvert sans avoir à penser comme il est d’usage aux coûts de dénoyage, au dynamitage, aux vibrations du sol, à la poussière ou à la présence de mineurs.

L’opération se déroule comme suit : la mine inondée est cartographiée par EVA, un système complémentaire intégré à l’engin minier. EVA est un robot unique en son genre réalisé spécifiquement pour le projet ¡VAMOS! par INESC TEC, un institut de recherche portugais. Le robot exécute sa mission pendant que le prototype travaille afin d’actualiser continuellement les relevés en temps réel. Il se déplace en toute autonomie à la surface et sous l’eau, et fournit au poste de commande des images 3D du milieu aquatique à l’aide d’un sonar acoustique, d’une caméra et de lasers. L’engin minier est télécommandé depuis le même poste de commande à terre. C’est là que toutes les données collectées en temps réel livrent une image virtuelle de ce qui se passe sous l’eau. C’est là aussi que l’homme interagit avec la machine et que les opérateurs manœuvrent l’engin jusqu’à sa position.

<p>EVA, un robot unique en son genre réalisé spécifiquement pour le projet ¡VAMOS! par INESC TEC, se déplace en toute autonomie à la surface et sous l’eau, et fournit au poste de commande des images 3D du milieu aquatique à l’aide d’un sonar, d’une caméra et de lasers.</p>

EVA, un robot unique en son genre réalisé spécifiquement pour le projet ¡VAMOS! par INESC TEC, se déplace en toute autonomie à la surface et sous l’eau, et fournit au poste de commande des images 3D du milieu aquatique à l’aide d’un sonar, d’une caméra et de lasers.

<p>Toutes les données collectées en temps réel livrent au poste de commande une image virtuelle de ce qui se passe sous l’eau.</p>

Toutes les données collectées en temps réel livrent au poste de commande une image virtuelle de ce qui se passe sous l'eau.

Une fois la zone d’abattage circonscrite, le Launch and Recovery Vessel (LARV), qui déplace l’engin minier en surface, est guidé jusqu’au lieu déterminé à l’aide de quatre treuils relié à la terre ferme. La barge conçue et construite par le néerlandais Damen Dredging Equipment peut ensuite immerger l’engin minier qui, une fois sur site au fond, est manœuvré jusqu’à l’endroit où il doit creuser. Une fois l’abattage commencé, le minerai excavé est aspiré à la surface et pompé jusqu’à l’installation de dénoyage terrestre où la boue est déversée. 

Le projet n’a pas été sans rencontrer quelques difficultés étant donné que 16 entreprises de neuf pays ont contribué à la création d’équipements entièrement nouveaux pour une application tout aussi nouvelle. « Avec autant de fournisseurs, il vaut mieux veiller à ce que tous les éléments fournis s’assemblent bien, commente Uwe Restner. C’était là plus ou moins la plus grosse difficulté. Mais comme vous le voyez, les machines, le matériel, tout ça fonctionne. Nous avons donc réussi notre pari. »

Jenny Rainbird est du même avis  : « Tout le monde a vraiment bien coopéré. Bon nombre des composants ont été fabriqués à différents endroits avant d’être livrés et assemblés sur site. Cela a été réellement un effort collaboratif. »

Nous allons au-delà de nos connaissances actuelles, c’est d’ailleurs la raison pour laquelle il y a des essais et que nous sommes ici.

« La collaboration avec Sandvik a été excellente. L’entreprise a fourni la tête d’abattage en veillant à ce qu’elle s’harmonise bien avec la conception globale de l’engin minier. Elle a également contribué à s’assurer que l’ensemble de l’engin, tous ses composants, fonctionne. C’est un partenaire clé du projet et ça a été vraiment formidable de travailler ensemble.  »

La viabilité du projet de l’exploitation minière immergée n’est pas le seul élément évalué au cours du projet ¡VAMOS!. Tous les composants peuvent servir séparément les uns des autres à des applications autres que l’exploitation minière. Pour Jenny Rainbird, « les résultats des travaux et les nouvelles technologies peuvent être employées pour cartographier les fonds marins, mener une étude en vue de recueillir des échantillons d’eau, pour la défense, sans oublier les conduites d’égout submergées et le dégagement de galeries immergées. »

Le Projet !VAMOS! s’est terminé début février 2019. Les partenaires vont s’assurer que chacun d’entre eux y trouve son compte. « Nous avons tous convenus de nous retrouver pour examiner comment poursuivre nos travaux pour tirer le meilleur parti du prototype et commercialiser le concept », conclut Jenny Rainbird.

Horizon 2020

Horizon 2020 est le plus grand programme européen de recherche et d’innovation à ce jour. Près de 80 milliards d’euros au total seront distribués entre 2014 et 2020, sans oublier les investissements privés que ce budget peut attirer. Il promet plus d’avancées, de découvertes et de premières mondiales en commercialisant de grandes idées issues de la recherche.