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Sonic Drilling coupled with Automated Mineralogy and chemistry On-Line-On-Mine-Real-Time

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Vers un secteur métallurgique et minier plus durable, «bit par bit»

Des chercheurs financés par l’UE ont dévoilé un prototype de système expert révolutionnaire qui associe forage sonique, matériel d’analyse et informatique afin d’optimiser les performances des activités minières.

Technologies industrielles

Au fil des ans, l’industrie minière a été critiquée à maintes reprises pour les effets néfastes de ses activités sur l’environnement et les populations. Les activités minières peuvent avoir des effets importants sur l’air, l’eau et les terres des communautés, provoquant ainsi des problèmes qui persistent pendant des générations. On parle toutefois moins des initiatives de l’UE visant à investir dans la recherche et l’innovation pour développer des technologies plus vertes et améliorer la réputation dont jouit le secteur minier, en passant de l’image d’un pollueur environnemental à celle d’une industrie durable et économe en énergie.

Les technologies numériques tracent une voie claire pour la transformation du secteur

Les innovations numériques et technologiques pourraient transformer des aspects clés de l’industrie minière. Elles donnent une vue plus détaillée de la concentration des minéraux ou des matériaux géologiques précieux, améliorent l’efficacité des processus grâce à l’automatisation, contrôlent les performances en temps réel et optimisent le flux de matériaux. Le projet SOLSA, financé par l’UE, a mis au point un système expert robuste qui peut accélérer et optimiser les trois composantes principales de l’industrie minière (exploration, extraction et traitement). Cette technologie récemment développée comporte différents éléments qui forment conjointement le système expert SOLSA: la partie consacrée au forage sonique qui prélève des échantillons tout en mesurant différents paramètres en temps réel, le laboratoire de terrain qui analyse la composition de la carotte sur place et, pour finir, la solution logicielle qui rassemble toutes les données d’analyse disponibles au sein d’une base de données qui est automatiquement mise à jour.

Comment fonctionne le forage sonique?

«Le forage sonique est une technique de pénétration du sol qui réduit fortement la friction sur la colonne de forage car elle provoque une liquéfaction, des effets d’inertie et une réduction temporaire de la porosité du sol», explique Monique Le Guen, coordinatrice du projet. Grâce à la friction réduite sur les tiges de forage, les opérations de forage sonique utilisent moins d’énergie que les technologies classiques. Cette caractéristique unique du forage sonique permet d’éviter les forces de torsion sur la colonne de forage. L’usage de hautes fréquences soniques présente un autre avantage, car cela facilite la récupération de la colonne de forage, même en présence d’argiles ayant tendance à se dilater rapidement ou de gros rochers ainsi que dans des conditions difficiles. Les tiges de forage, les tubages et l’outillage peuvent tous être retirés plus rapidement et plus facilement. Les parties rotatives et vibratoires supplémentaires situées dans la tête de forage aident les opérateurs à mieux contrôler la force nécessaire pour pénétrer de manière optimale dans le sol et dans les formations rocheuses. Le système SOLSA combine pour la première fois – le long de la carotte de forage – des capteurs non destructifs basés sur la fluorescence des rayons X, la diffraction des rayons X, la spectroscopie vibratoire et l’imagerie 3D. Il intègre également un profilomètre ainsi que des caméras RVB et infrarouges pour la cartographie des minéraux. L’analyse combinée automatique fournit des informations précises sur la composition minéralogique et chimique de la carotte.

Le potentiel prometteur du système

Pour l’instant, le système SOLSA est en phase de test. L’appareil de forage a été expédié en Nouvelle-Calédonie pour effectuer des essais de terrain dans des latérites de nickel bien connues pour leur hétérogénéité et leur difficulté à être forées et récupérées convenablement. L’outil SOLSA peut clairement améliorer l’efficacité de l’exploration, en élargissant le champ des données, tout en réduisant les coûts et le temps de retour. «L’outil SOLSA apporte des technologies innovantes qui peuvent répondre durablement à la demande croissante de minéraux et de métaux. Elles devraient permettre d’optimiser la production de métaux, en veillant à ce que les opérations minières soient plus efficaces sur le plan énergétique et aient un impact moins dégradant sur l’environnement», conclut Monique Le Guen.

Mots‑clés

SOLSA, exploitation minière, métal, forage sonique, sol, colonne de forage, spectroscopie, minéralogie, chimie, base de données, environnement

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