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Le Canada est le premier à remplacer les véhicules au diesel polluants par des véhicules électriques dans les mines

 

L’industrie minière du Canada a exploité l’expertise de deux petites entreprises pour régler deux des plus grands défis auxquels sont confrontées les entreprises d’exploitation minière à grande profondeur : la santé et la sécurité des travailleurs et les coûts élevés de la ventilation.

En 2018, un fabricant de Sudbury (Ontario) lancera sur le marché un nouveau véhicule électrique qui favorise l’exploitation minière à grande profondeur et la création d’un environnement de travail plus propre et plus sain pour les mineurs.

Avec l’aide du réseau Ultra-Deep Mining Network (UDMN), Industrial Fabrication Inc. (IFI) a établi un partenariat avec FVT Research Inc. de Pitt Meadows (Colombie-Britannique) en vue d’élaborer un nouveau dispositif d’entraînement électrique à batterie qui peut remplacer les dispositifs d’entraînement à diesel actuellement utilisés dans les véhicules utilitaires lourds. Le système sera conçu comme un produit de fabricant d’équipement d’origine et un produit de marché secondaire.

Cette percée technologique permettra de réduire considérablement les coûts de ventilation, de carburant et d’entretien. Elle permettra de réduire aussi le bruit dans la mine et d’éliminer les gaz d’échappement des moteurs diesel, qui sont considérés comme un agent cancérogène du groupe 1 par l’Organisation mondiale de la santé.

La diminution des ressources minérales dans les mines à ciel ouvert stimule l’exploration de gisements ultraprofonds (à plus de 2,5 km) d’or, de nickel, de cuivre et d’autres métaux spécialisés qui étaient auparavant considérés comme inaccessibles et non rentables. Mais cette exploitation en profondeur comporte des défis, principalement les coûts élevés associés au pompage de l’air frais à grande profondeur. La ventilation peut représenter de 30 à 50 % du total des coûts d’exploitation annuels d’une mine.

« Je pense que d’ici cinq à dix ans, aucune entreprise minière n’utilisera le diesel sous terre. L’industrie de l’exploitation minière souterraine fait une volteface dynamique », a affirmé Todd Pratt, chef de la direction, FVT Research.

IFI et FVT Research démontrent déjà la capacité des véhicules électriques à relever ces défis, tant dans les mines ultraprofondes que dans d’autres mines souterraines. Les entreprises ont collaboré à l’élaboration d’un dispositif d’entraînement électrique pour les camions utilitaires de 150 chevaux‑puissance d’IFI, le MINECAT UT150-EMV‍®, qui a été lancé sur le marché au début de 2016. Mais elles avaient besoin d’établir des liens plus étroits avec de plus grandes entreprises minières du Canada et d’obtenir une aide financière pour adapter la technologie à des véhicules utilitaires de 250 chevaux‑puissance qui peuvent peser jusqu’à 18 000 kg, comparativement à environ 5 400 kg pour les camions utilitaires standard. Ces plus gros camions représentent environ la moitié des véhicules miniers utilisés sous terre.

« L’aide de l’UDMN a été essentielle à ce projet. En plus de fournir des fonds pour la recherche et le développement (des fonds de contrepartie de 1 million de dollars), le réseau nous a aussi mis en contact avec quelques grandes entreprises minières qui sont des clients très importants pour nous. Voilà l’une des principales raisons pour travailler avec l’UDMN – il a d’excellents contacts dans l’industrie », a ajouté Keith King, directeur général d’IFI, qui construit des véhicules miniers dans sa nouvelle installation de fabrication de 34 000 pi2.

« Nous pouvons aussi trouver d’autres partenaires dans le réseau UDMN, ce qui est intéressant parce que nos technologies ont des applications dans d’autres domaines de l’exploitation minière, par exemple, l’alimentation de secours et les pompes à rendement élevé », a indiqué M. Pratt.

Hébergé par le Centre of Excellence in Mining Innovation (CEMI), l’UDMN est financé par des membres de l’industrie minière et de l’industrie pétrolière et gazière. Il compte notamment parmi ses membres les trois mines les plus profondes du Canada. Il vise à devenir un spécialiste de la recherche et de l’innovation en exploitation minière à grande profondeur (à plus de 2,5 km) et à relever les défis liés à l’extraction des ressources dans ces milieux.

Le nouveau système est une solution de remplacement du diesel plus écologique et économique. Les véhicules miniers électriques actuels ont une efficacité de moins de 60 % et nécessitent l’utilisation d’une longue rallonge. En comparaison, le système financé par l’UDMN aura une efficacité de plus de 90 %, sera aussi puissant qu’un moteur diesel de 250 chevaux‑puissance, pourra grimper une pente de 20 %, demeurera chargé pendant un quart complet de huit heures et se rechargera en deux heures.

« Le fait qu’il existe très peu de composants standard pour un dispositif d’entraînement comme celui‑là a représenté le plus grand défi technique; c’est pourquoi nous élaborons les composants de A à Z, à partir de la carte de circuits imprimés », a ajouté M. Pratt, dont l’entreprise est spécialisée dans les dispositifs d’entraînement électrique.

De meilleures conditions de travail

Cette technologie est également avantageuse pour la santé et la sécurité au travail. Les véhicules électriques ne produisent pratiquement pas de bruit, de vibration et de chaleur comparativement aux moteurs diesel.

« L’avantage le plus évident est qu’il n’y aura aucune émission de gaz d’échappement, a expliqué M. Pratt. Il faut pousser sous terre une énorme quantité d’air frais pour diluer les particules présentes dans les gaz d’échappement des moteurs diesel. »

L’adoption de véhicules électriques permettra de réduire de 30 000 $ à 200 000 $ les coûts annuels de ventilation par véhicule, selon sa taille. Comme on utilise de 80 à 100 véhicules dans une mine de grosseur moyenne, les économies annuelles pourraient atteindre 20 millions de dollars.

En outre, les véhicules électriques permettent aux entreprises minières d’augmenter la production en ajoutant des véhicules supplémentaires sans avoir à accroître la ventilation. « Nous avons entendu parler de mines qui sont presque à court de ventilation, mais qui veulent quand même se développer, a raconté Dave Schmidt, directeur technique chez IFI. Plutôt que d’utiliser leurs capitaux propres pour améliorer le système de ventilation, elles pourraient se débarrasser de certains véhicules utilitaires au diesel et les remplacer par des véhicules électriques. Elles disposeraient ainsi d’une ventilation supplémentaire pour utiliser d’autre matériel de production. »

Comme le dispositif d’entraînement des véhicules électriques compte environ 1 000 pièces de moins que celui des véhicules au diesel, les véhicules électriques sont plus fiables et nécessitent moins d’entretien. En outre, les entreprises économiseraient les coûts du carburant diesel. « Chaque année, le carburant diesel consommé par le véhicule que nous ciblons coûte de 12 000 $ à 15 000 $. Les coûts d’électricité de notre véhicule se chiffreront à moins de 1 000 $ », de conclure M. Pratt.

Se tournant vers l’avenir, les entreprises s’imaginent déjà concevoir des dispositifs d’entraînement électriques pour les plus gros véhicules de production de 400 chevaux‑puissance, notamment les racleurs de 45 000 kg.

« Nous avons commencé ce projet en 2011, alors nous sommes parmi les premiers à avoir adopté cette technologie, a ajouté M. Schmidt. De nombreuses entreprises sont nouvelles dans le marché des véhicules utilitaires; nous avons donc une longueur d’avance de quelques années sur nos compétiteurs. »