Donner vie à la mine de l’avenir

L’exploitation minière de l’avenir alimentée par la technologie 5G

La majorité des gens ne se penche pas sur les données détaillées concernant le secteur de l’exploitation minière. Nous n’avons pas tendance à étudier comment fonctionne le secteur ni comment il innove ou parvient à surmonter certains défis. Néanmoins, nous comptons sur un approvisionnement sûr et fiable en métaux, minéraux et minerais qui servent à la fabrication d’ordinateurs, de véhicules, de bâtiments et de matériel médical. En somme, le secteur minier contribue à chacune des sphères de notre vie.

De même, ce secteur est un élément essentiel de l’économie canadienne. Selon un récent rapport de l’Association minière du Canada, le pays se classe parmi les cinq plus grands producteurs mondiaux de 17 minéraux et métaux; notre secteur minier permet donc de générer 392 000 emplois directs et 327 000 emplois indirects.¹

Pour les exploitations minières au Canada, la sécurité, l’efficacité, la rentabilité et la productivité sont primordiales. Pour favoriser chacune de ces priorités, l’avenir de l’exploitation minière intelligente repose sur une connectivité puissante.

Transformation grâce à l’automatisation

Les protocoles opérationnels de l’exploitation minière peuvent être actualisés au moyen de réseaux cellulaires privés qui permettent de mettre en œuvre l’automatisation afin de protéger les travailleurs, d’augmenter la précision et de surveiller l’équipement. Rogers a su reconnaître les répercussions de la technologie sans-fil 5G sur le secteur minier. Dans cette optique, la Société travaille de concert avec l’Université de la Colombie-Britannique (UBC) afin d’étudier les possibilités en matière d’applications d’exploitation minière numérique progressives, ainsi que la manière dont la 5G pourrait contribuer à la gestion de la circulation, à la détection des séismes et à l’atténuation des dommages causés par ces derniers. Ces travaux, annoncés en septembre 2018, s’inscrivaient dans le cadre de notre investissement de plusieurs millions de dollars dans les établissements canadiens de recherche et de développement.

Le professeur Ilija Miskovic, du Laboratory for Accelerated Discovery in Resources Engineering à l’Université de Colombie-Britannique, mène des recherches sur les nouvelles frontières du numérique dans le domaine du génie minier et met au point des solutions théoriques et pratiques pour le secteur de l’extraction minière. Il clarifie les objectifs du projet : « Nous comptons améliorer non seulement l’efficacité opérationnelle, mais également la viabilité à l’échelle des chaînes de valeur et nous espérons que lorsque nos solutions seront mises en œuvre, elles amélioreront la cote de durabilité globale du secteur minier et ouvriront la voie aux mines intelligentes de l’avenir. »

Les sites d’exploitation minière recèlent divers dangers. Les camions classiques sont de grande taille, n’offrant qu’une visibilité limitée, ce qui accroît les risques d’accident, de dommages à l’équipement et de blessures. Les premières générations de véhicules autonomes n’étaient pas en mesure de démontrer leur praticité sur le terrain. Ils étaient encombrants et nécessitaient un refroidissement distinct en raison des grandes exigences en matière de traitement.

L’équipe de l’Université de la Colombie-Britannique utilise la puissance de la 5G pour faire l’essai de camions de transport autonomes capables de détecter le besoin de travaux d’entretien préventif, de communiquer entre eux afin de prévenir les collisions et d’effectuer des tâches de manière indépendante. En raison de la vitesse de la 5G et de son taux ultrafaible de latence, les obstacles du passé ont été surmontés : des volumes élevés de données peuvent être traités presque instantanément au moyen des capacités offertes par la norme Multi-Access Edge Computing (MEC).

Performance des modèles réduits testés

Le laboratoire de recherche a fabriqué cinq camions d’extraction à mécanisme hydraulique à l’échelle 1/14 qui peuvent transporter une charge pouvant atteindre 100 kilogrammes et rouler sur la route et hors route. Les véhicules circulent dans un environnement ouvert à l’Université de la Colombie-Britannique qui a été conçu pour simuler une mine à ciel ouvert. Chaque camion est muni de modules 5G qui communiquent avec le centre de données de Vancouver, qui héberge une application de commande sur la plateforme de Rogers. Tous les camions ont à bord un ensemble de capteurs, dont une caméra 3D de détection de profondeur, un GPS et un appareil de détection et de télémétrie par ondes lumineuses qui agit sur le même principe que les sonars et les radars pour calculer les distances.

Grâce à la 5G de Rogers, les données des capteurs sont envoyées à la plateforme de la norme MEC. Les algorithmes de l’intelligence artificielle évaluent l’état de l’entretien préventif. Ils permettent de détecter les problèmes émergents et d’amorcer une intervention en conséquence. Ils peuvent d’autant plus déterminer les conditions routières, comme le vent, la neige, la pluie ou la glace, et ils prennent en compte les autres véhicules dans la zone. Ainsi, la navigation des camions peut être améliorée pour ultimement éviter les incidents.

Ce projet nécessite une puissance informatique colossale. La capacité de traiter les exigences relatives à la faible latence de la bande passante et au positionnement est essentielle pour que les véhicules puissent collecter des données et réagir à des situations où les distances entre les systèmes informatiques sont grandes. « Si nous envisageons la mise en œuvre d’activités minières autonomes, qui se déroulent habituellement dans des régions éloignées, les réseaux 5G privés présentent de nombreux avantages », souligne le professeur Miskovic. « Ces avantages comprennent la disponibilité du réseau et son élargissement, surtout dans les régions ne disposant pas de travaux de coordination. »

Un banc d’essai idéal

Neel Dayal, directeur principal, Innovations et partenariats, chez Rogers Communications, reconnaît la valeur du campus de l’Université de la Colombie-Britannique en tant que lieu privilégié pour étudier et expérimenter des cas d’utilisation de la 5G. Selon lui, « [le site de l’UBC] offre vraiment le cadre idéal pour un laboratoire vivant sans fil ». Les camions empruntent une route d’environ 200 mètres vers une destination représentant un concasseur primaire ou une usine de traitement de minéraux. En cours de route, le camion est confronté à des obstacles tels que des bâtiments et des arbres, ainsi qu’à divers reliefs, pour ainsi définir comment aborder des scénarios en contexte réel.

Le pouvoir de la collaboration

Les retombées positives du partenariat entre Rogers et l’Université de Colombie-Britannique sont impressionnantes. L’exploitation minière numérique évoluée permettra de réduire les risques pour les humains, d’accroître la productivité de l’industrie, de réduire la consommation de carburant et les coûts d’entretien et d’attirer de nouveaux investissements dans le secteur de l’exploitation minière du Canada.

« Un bon partenariat revêt une importance capitale, et la collaboration entre des entreprises comme Rogers est un moteur essentiel de l’innovation », explique le professeur Miskovic. « Nous jetons les bases de la nouvelle génération de solutions numériques 5G pour l’industrie minière. »

Grâce à une relation solide et unie entre des chefs de file de l’industrie et du milieu universitaire, comme l’alliance entre Rogers Communications et les laboratoires de recherche de l’Université de la Colombie-Britannique, les jeunes auront de bons exemples à suivre et pourront encourager le Canada à repousser les limites de ce qui est possible et de renforcer sa réputation de pays innovateur.

Apprenez-en plus sur Rogers et la 5G, tout comme sur nos travaux en 5G en collaboration avec l’Université de Waterloo.