06 march 2020 | La Revue POLYTECHNIQUE

Des systèmes de transport pour l’industrie minière

Dans l’industrie minière ou l’industrie du ciment, il est nécessaire de transporter de façon économique les matières en vrac de la carrière, à travers des terrains difficiles ou des zones habitées, vers leur destination. À cet effet, BEUMER Group fournit des systèmes individuels tels que des transporteurs à courroie en auge et des tubes de transport.

Les installations telles que des transporteurs à courroie en auge ou des tubes de transport sont peu bruyantes et n’émettent que de très faibles quantités de poussière ou de gaz d’échappement. Souvent moins énergivores que les camions, elles peuvent être adaptées à la configuration du terrain. Elles maîtrisent les tracés en forte déclivité, franchissent des rivières et des routes. Le fournisseur de ces systèmes détermine le tracé optimal, s’occupe de la planification du projet et de son installation.

« Avec nos systèmes de transport sur courroie, nous réalisons des installations complexes pour des branches telles que l’industrie minière ou l’industrie du ciment, dans le monde entier », explique Andreas Echelmeyer, responsable de la division Systèmes de manutention et chargement de BEUMER Group à Beckum, en Rhénanie-Westphalie. Et il donne un exemple : « La cimenterie du fabricant chinois Sichuan Yadong Cement Co, Ltd., située dans la province du Sichuan près de Pengzhou, utilise depuis 2009 un transporteur à bande terrestre d’une longueur de 12,7 km de notre fabrication, qui transporte le calcaire de la carrière au silo intermédiaire ».

Le projet Sichuan : BEUMER Group réalise un transporteur long de 12,7 km sur une région aux sous-sols instables. Il est suivi d’une nouvelle installation, très silencieuse, longue de 13,7 km.
(Image : BEUMER Group GmbH & Co. KG)

Franchissement d’une région montagneuse aux sols instables

Le transporteur à courroie en auge passe dans une région montagneuse, aux sols instables ; il traverse des réserves naturelles et des fleuves. En 2016, dans le cadre d’un second projet, ce fournisseur de systèmes a installé deux autres transporteurs à bande terrestres longs de 13,7 km, qui transportent le calcaire à la cimenterie. « Le projet diffère du précédent, dans la mesure où, cette fois-ci, notre tâche consistait à construire le transporteur à travers des zones habitées. Aucune matière et donc aucune poussière ne devait s’échapper, au cours du processus. En outre, le niveau d’émissions sonores prescrit ne devait pas être dépassé », explique le chef de service.

Le tracé du transporteur épouse la topographie, dans la mesure où la technique le permet. (Image : BEUMER Group GmbH & Co. KG)

Émissions sonores réduites

Les exigences peuvent donc être très différentes, y compris pour un même client. Cependant, le fournisseur peut adapter le système de transport à chaque situation de manière optimale. « Afin de réduire les émissions sonores, comme l’exigeait le client chinois, nous installons des rouleaux porteurs et des paliers peu bruyants et choisissons la vitesse de transport appropriée à l’application », explique Andreas Echelmeyer.

Le transporteur à courroie en auge passe sur des terrains accidentés, aux sous-sols instables.(Image : BEUMER Group GmbH & Co. KG)

Des courbes horizontales et verticales

L’une des caractéristiques essentielles de cette technologie est qu’elle permet de réaliser des courbes horizontales et verticales. Selon les propriétés de la matière à transporter, il est possible de créer des angles d’inclinaison de 15°, avec des longueurs de plus de 12 km en fonction de la topographie. Le système guide la matière transportée, y compris sur des pentes et des descentes difficiles. Les transporteurs à courroie en auge ouverts sont particulièrement adaptés à des débits élevés. Des capacités de transport pouvant atteindre 10’000 t/h sont courantes.

À l’aide de ses propres programmes de calcul, une équipe d’experts détermine les tensions statiques et dynamiques de la courroie, dès la phase de conception du système. Les ingénieurs de BEUMER sélectionnent les courroies de transport et la motorisation sur la base de ces calculs.

Un coup d’œil dans la section du transporteur au niveau du pont.(Image : BEUMER Group GmbH & Co. KG)

Un tube de transport de cendres pulvérulentes

BEUMER Group a également installé un tube de transport dans la commune belge de Flémalle. De grandes quantités de cendres pulvérulentes, provenant d’une ancienne centrale à charbon, sont ainsi transportés vers la Meuse, à environ deux kilomètres de là, où elles sont chargées sur des bateaux.

« Nous n’avons pas seulement adapté le transporteur aux collines parfois escarpées. Tout comme pour Sichuan Yadong Cement, le tracé traverse également des routes, des voies ferrées et des zones résidentielles. Afin que la construction de l’installation soit approuvée, nous devions nous assurer que le transport fermé protégeait l’environnement des matières sèches et poussiéreuses. Il était hors de question que la moindre cendre pulvérulente ne s’échappe ou ne tombe au sol », explique Andreas Echelmeyer.

Les émissions sonores ont également joué un rôle primordial dans ce projet. Afin de limiter le niveau sonore, les experts ont développé des éléments spéciaux amortissant le bruit, avec lesquels ils ont, par exemple, enfermé les ponts du tube de transport. En outre, des rouleaux porteurs spéciaux et des paliers moins bruyants ont été installés.

Projet Flémalle : les techniciens fixent les lourds éléments en suspension du transporteur, à la construction métallique. Les grues doivent réaliser des manœuvres de montage au centimètre près. (Image : BEUMER Group GmbH & Co. KG)

Camion ou transporteur à courroie ?

Le problème avec les camions, qui sont encore fréquemment utilisés pour le transport de produits en vrac sur de longues distances, c’est que la topographie du terrain limite rapidement leur rayon d’action. Ils ont besoin, entre autres, d’une bonne infrastructure. La construction de routes, ainsi que leur entretien, entraîne des coûts non négligeables. L’aspect écologique ne doit pas non plus être oublié. Les nouvelles routes et les routes d’accès ont un impact considérable sur le milieu naturel. À cela, il s’ajoute la consommation de carburant. Le bilan des émissions attribuables aux camions est largement négatif, tant sur le plan de la pollution que sur celui du bruit et de la poussière.

De leur côté, les transporteurs à courroie de BEUMER Group sont équipés de commandes électriques et de courroies à basse énergie. Ils sont, pour cette raison, particulièrement intéressants en cette période de changement climatique et d’émissions croissantes de gaz à effet de serre. Les moteurs utilisés sont le plus souvent à vitesse variable. Ainsi, les charges peuvent être réparties de manière optimale entre les unités de commande dans différents modes de fonctionnement. Lorsque le système de transport sur courroie est en pente, l’installation fonctionne en mode générateur. L’énergie électrique ainsi produite est transférée sur le réseau public, ce qui permet de réduire les coûts d’exploitation.

Transporteur à courroie ou camion ? Pour Sichuan Yadong Cement, cette question s’est déjà posée lors du premier projet, où le calcaire devait être transporté de la carrière au silo intermédiaire. « Selon le projet, les systèmes de transport sur courroie consomment jusqu’à 90 % d’énergie primaire en moins que les transports par camions », explique Andreas Echelmeyer.

Selon une étude comparative, les camions à moteur diesel consomment une énergie primaire spécifique de 11,4 kWh par tonne de matière transportée. Le système de transport sur courroie qui a été construit, ne consomme que 1,44 kWh/t. Si, comme dans le cas présent, 7,5 millions de tonnes de matières premières sont transportées chaque année, le transporteur à courroie permet d’économiser 74 millions de kilowattheures par an. Cela correspond à la consommation d’énergie annuelle de plus de 20’000 foyers. Pour l’entreprise, les économies en diesel se traduisent à elles seules par une réduction des coûts d’exploitation de plus de 5,5 millions d’euros par an.

En rase campagne, le tracé traverse des paysages très accidentés. Le tube de transport effectue aisément toutes ces montées et descentes.(Image : BEUMER Group GmbH & Co. KG)

Une planification complexe

Selon le terrain, il peut s’avérer extrêmement difficile d’optimiser les voies de transport lors de la conception du système de transport sur courroie. Par exemple, l’équipe d’Andreas Echelmeyer a été chargée de planifier et de fournir un transporteur à bande terrestre en Indonésie pour transporte le clinker de la carrière à la cimenterie. Le tracé traversait le milieu de la forêt tropicale et était très exigeant du point de vue topographique.

L’équipe de projet a élaboré divers tracés et les a confrontés. En particulier, le couloir terrestre très étroit imposait une planification complexe. Afin de présenter une offre concrète au client, l’équipe doit évaluer le projet avec précision et n’a généralement que peu de temps. Elle utilise pour cela les photos aériennes, qui peuvent être évaluées par un logiciel à l’aide de données topographiques. Les drones deviennent ainsi un instrument de plus en plus important pour l’entreprise.

Projet Flémalle : pour l’équipe de BEUMER, les travaux de montage se sont avérés très ardus. (Image : BEUMER Group GmbH & Co. KG)

Les drones : des assistants utiles sur les chantiers

L’importance des drones sur les chantiers ou dans les carrières ne cesse de croître. Ils sont de plus en plus sophistiqués et faciles à utiliser. Depuis trois ans, BEUMER Group utilise cette technologie. Il existe deux sortes drones. Les quadricoptères ont des fonctions et des caractéristiques similaires aux hélicoptères. Avec leurs rotors, ils peuvent se tenir immobiles dans les airs. Les aéronefs à voilure fixe, par contre, sont comparables aux avions. Ils ont également une autonomie supérieure. En cours d’utilisation, ils sont constamment en mouvement.

Les quadricoptères sont donc particulièrement adaptés aux zones de décollage et d’atterrissage étroites ou lorsqu’ils doivent évoluer à faible vitesse. Ils survolent principalement des chantiers de moyenne et petite taille. On les utilise également dans les carrières et pour les inspections de structures, comme le dessous des ponts.

Projet Flémalle : les travaux d’assemblage ont été surveillés en permanence à l’aide de drones. (Image : BEUMER Group GmbH & Co. KG)

Des données envoyées dans les airs

L’employé peut planifier le trajet sur l’ordinateur. À l’aide du logiciel, il calcule la trajectoire de vol, puis le drone la survole. Des smartphones ou des tablettes peuvent également être utilisées pour les piloter. Les photos aériennes sont ensuite corrigées en perspective et évaluées par photogrammétrie. Cela signifie que le logiciel calcule un nuage de points afin de générer des modèles numériques 3D du terrain, à partir des vues bidimensionnelles.

À propos de BEUMER Group

BEUMER Group est l’un des leaders mondiaux de systèmes intralogistiques dans les secteurs de la manutention, du chargement, de la palettisation, de l’emballage, du tri et de la distribution. Avec 4500 employés, l’entreprise réalise un chiffre d’affaires de quelque 900 millions d’euros. BEUMER Group, ses filiales et bureaux de représentation proposent à leurs clients des solutions systèmes ainsi qu’un réseau étendu d’assistance à l’échelle mondiale, pour de nombreuses branches telles que les industries traitant les produits en vrac ou les charges isolées, l’industrie alimentaire, le bâtiment, l’expédition, la poste et le traitement des bagages aux aéroports, notamment.

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