31 août 2023
Oskar Lundberg, Directeur mondial de l’innovation de la division Underground d’Epiroc
Trouver une solution pour le forage de surface autonome constituera une étape majeure vers l’exploitation minière souterraine entièrement automatisée. On espère qu’un projet collaboratif entre des partenaires égaux, Epiroc, Boliden, Algoryx et l’Université d'Örebro, qui devrait se dérouler jusqu’en 2025, pourra trouver une solution efficace.
Le forage de surface est déjà partiellement automatisé, avec des systèmes de commande d’engin de forage qui suivent les plans de forage numériques. Cependant, dans la pratique, la topographie du relief est rarement impeccable. Le plus souvent, il est nécessaire que l’opérateur ajuste manuellement le plan de forage pour compenser divers types d’obstacles.
« Le succès du dynamitage dépend fortement de la qualité du forage. Nous essayons de déterminer si un système autonome peut obtenir des résultats comparables ou meilleurs que ceux d’opérateurs expérimentés », explique Oskar Lundberg, Global Innovation Manager de la division Underground d’Epiroc.
L’idée est d’équiper un engin de forage de surface Boomer d’un scanner laser et d’un système d’IA pour scanner et analyser la surface avant d’ajuster et appliquer le plan de forage. Pour apprendre au système à identifier les problèmes potentiels et à décider des modifications à apporter au plan de forage, le projet construit un environnement simulé afin d’exécuter les milliers de scénarios nécessaires au processus d’essai et d’erreur de l’apprentissage automatique. Après la formation à la simulation, le système évolue dans une mine physique réelle pour les tests finaux.
« Le projet a fait un tiers de son chemin. Nous sommes déjà entrés dans une phase extrêmement active avec un grand nombre d’activités en cours. Il y existe une transparence totale entre les partenaires et nous nous concentrons tous sur la production de solutions de travail. En outre, nous augmentons considérablement la compétence en matière de simulation au sein d’Epiroc », déclare Oskar Lundberg.
"L’utilisation d’une simulation est un moyen beaucoup plus sûr et plus rapide d’accomplir la tâche"
Pour construire le jumeau numérique, un tunnel minier réel est scanné à Boliden, puis l’environnement est rendu dans le moteur de jeu Unity. Un grand nombre d’environnements légèrement aléatoires, y compris des obstacles, sont générés pour fournir différents scénarios d’entraînement. Une version numérisée de l’engin de forage est insérée dans l’environnement simulé, et un moteur physique d’Algoryx garantit que toutes les forces affectant l’engin de forage sont aussi proches que possible de la réalité. Un scanner laser simulé, avec la fonctionnalité correspondante à un scanner réel, est ajouté à l’engin de forage simulé.
Du point de vue du système, il est essentiel que l’environnement simulé ressemble le plus possible à une mine réelle. Le jumeau numérique n’a pas besoin de ressembler exactement à une mine, mais il doit être scanné comme tel. Le laser simulé scanne l’environnement simulé, générant un nuage de points que le système analyse ensuite pour rechercher des problèmes potentiels et ajuste le plan de forage en conséquence.
Un autre domaine qui peut bénéficier de l’apprentissage automatique est le contrôle autonome des deux bras sur l’engin de forage ; ils doivent apprendre à se déplacer librement et avec précision sans entrer en collision l’un avec l’autre ou avec la roche. Après avoir exécuté et analysé plusieurs milliers de scénarios différents, le système devrait être prêt à être testé dans une mine réelle.
« L’utilisation d’une simulation est un moyen beaucoup plus sûr et rapide d’accomplir la tâche – nous ne pouvons tout simplement pas arrêter une mine pendant les semaines ou les mois nécessaires à la formation du système. Nous espérons que cela nous permettra de réduire considérablement le besoin de tests physiques et de simuler des scénarios qui seraient difficiles à mettre en place dans la vie réelle », explique Oskar Lundberg.
Projet d’automatisation adaptative Le projet vise à permettre le forage de surface autonome, en augmentant la sécurité en minimisant la présence humaine en surface. Cela requiert des systèmes d’IA experts pour garantir la connaissance des opérateurs. Epiroc dirige et coordonne le projet et apporte ses machines, sa main-d'œuvre et son expertise. Le client final Boliden apporte des connaissances opérationnelles et environnementales, des sites de test et de démonstration, ainsi que l’évaluation de solutions. Algoryx fournit le développement logiciel, la simulation et l’expertise Unity, ainsi qu’AGX Dynamics, c’est-à-dire le moteur physique. L’Université d'Örebro recherche et développe des algorithmes de reconnaissance et d’apprentissage automatique.
