Transformation numérique des mines : le point de vue de Vale

Les principaux acteurs du secteur minier font la course pour adopter la numérisation afin d'améliorer la sécurité et l'efficacité opérationnelles. Habituellement, ce processus implique l'ajout de plateformes d'Internet des objets (IoT) et d'IoT industriel (IIoT) à la technologie opérationnelle (OT) standard. Ces deux mondes englobent un éventail massif de technologies. Pour la connectivité uniquement, les entreprises minières peuvent choisir parmi des normes telles que l'évolution à long terme (LTE) et le système mondial de communications mobiles (GSM) ou des protocoles de réseau étendu à faible puissance (LPWAN) tels que LoRa (longue portée). 

Pour voir comment les exploitants miniers tirent parti de ces technologies, le leader de l'IIoT Worldsensing a accueilli

avec le leader brésilien des mines Vale. Nous avons couvert les réponses à certaines des questions restées sans réponse à la fin de la session dans un autre article, mais nous passons ici la parole à Luiz Barreto, architecte des technologies opérationnelles chez Vale, pour les questions qui nécessitaient le point de vue d'un exploitant minier. 

Chez Vale, pour quel type d'applications avez-vous utilisé des solutions IoT ? Quels problèmes commerciaux avez-vous résolus grâce à l'IdO ? Quelle technologie LoRa avez-vous utilisée ? Quelle plateforme IoT avez-vous mise en œuvre ?

Luiz : Chez Vale, nous utilisons l'IIoT pour des situations qui ne sont pas critiques et qui ont de grandes exigences en matière de dispositifs, ou de dispositifs portables/économes en batterie. Nous mettons en œuvre des solutions IIoT pour la surveillance des vibrations, les rouleaux et les bandes transporteuses, la station environnementale, l'instrumentation géotechnique et les demandes de localisation et de proximité, entre autres. Nous ne disposons pas d'une plateforme spécifique, mais d'un ensemble de solutions définies dans une feuille de route. 

Tout produit comblant une lacune importante et prenant en charge notre architecture est une option potentielle pour l'adoption.

En matière d'automatisation et de télégestion des machines, préférez-vous utiliser des passerelles centralisées qui transmettront les données aux serveurs d'analyse et de collecte ? Ou préférez-vous utiliser des passerelles autonomes pour les machines critiques ?

Luiz : Je fais le lien entre les "machines critiques" et les situations critiques. Ces cas s'apparentent davantage à des applications d'OT et doivent considérer comme critiques tous les actifs liés à leur contrôle. Chaque élément du système doit être à proximité immédiate, accessible avec une latence minimale et redondant à tous égards. Cependant, nous pouvons également envoyer les données collectées à un niveau supérieur (généralement sur un réseau informatique ou dans le nuage) pour des applications d'apprentissage automatique afin d'extraire plus d'informations, d'améliorer les processus et de relier les données à d'autres sources. 

Nous avons des dispositifs installés à proximité de nos machines critiques et ces dispositifs peuvent également envoyer des données à une solution centralisée qui permettra une analyse plus avancée. Dans le cas de l'IIoT, nous utilisons souvent une architecture centralisée pour ce faire, car l'analyse des données se fait sur une couche supérieure et centralisée, et non sur le terrain.

Quel est le principal défi en matière de communication pour l'IdO dans le secteur minier ?

Luiz : Les sociétés minières ont généralement des sites opérationnels éloignés de la connectivité publique, il est donc indispensable d'établir des moyens de connectivité privés. Il n'y a pas de solution miracle dans ce domaine, et différentes options de connectivité doivent être mises en œuvre pour répondre aux exigences de chaque site. LoRaWAN for IIoT est une solution qui fonctionne dans une bande libre, l'ISM, et nous permet de disposer de notre propre réseau LoRa privé dans une architecture simple et à faible coût. D'autres options, telles que le LTE, la 5G, le maillage Wi-Fi ou les radios de liaison dédiées, sont ou seront disponibles pour différents cas d'utilisation.

Les communications en mouvement sont-elles une exigence pour Vale dans les usines minières ? Le satellite est-il une technologie que vous envisagez pour répondre à ce besoin ?

Luiz : Oui, nous avons des solutions pour les radios push-to-talk, ainsi que pour le suivi de la localisation, par exemple. Certains équipements qui se déplacent, comme les foreuses autonomes, les machines à patio et les camions de transport, ont également besoin d'une connectivité privée fiable sur le terrain. Le satellite est utilisé pour les endroits éloignés où nous n'avons pas de connectivité et où la latence n'est pas un problème. Nous évaluons également la possibilité d'avoir des satellites comme seconde option pour la redondance du backhaul dans des situations spécifiques.

Quelles sont vos attentes en termes de systèmes de transport autonomes pour les cinq prochaines années ?

Luiz : Nous avons déjà des camions de transport, des foreuses et des machines à patio autonomes. Cela apporte de grands avantages en termes de sécurité, car le travailleur n'est plus dans la zone opérationnelle, et cela permet une meilleure efficacité opérationnelle. D'autres sociétés minières se sont déjà lancées dans cette aventure et nous sommes convaincus qu'il s'agit d'un phénomène qui va perdurer.

Selon vous, quel est le principal avantage du sans fil à longue portée pour l'industrie minière ?

Luiz : Les avantages des LPWAN comme LoRaWAN sont notamment le faible coût, une meilleure protection contre le vandalisme sur certains sites (en évitant le vol de câbles, par exemple), le fait de disposer d'un réseau privé indépendant de la couverture publique, ainsi que le contrôle et la surveillance centralisés de tous les appareils.

Quels seront les défis potentiels pour la demande en matière d'informatique et d'OT dans les trois à cinq prochaines années ?

Luiz : Nous avons un grand défi à relever en matière de gestion du changement, en redéfinissant les normes pour l'informatique et les technologies de l'information. Les nouvelles demandes devront être bien définies et parfois tranchées entre l'IT et l'OT pour que nous puissions obtenir des résultats optimaux.

Chez Vale, quelles plateformes de sécurité utilisez-vous pour protéger la couche OT/IoT ?

Luiz : Chez Vale, nous ne mélangeons pas IIoT et OT. Ils doivent résider dans des zones de réseau différentes et isolées, compte tenu de notre "centre de gravité" de la sécurité, qui est l'OT. De plus, nous n'envoyons généralement pas de données IIoT sur Internet. Toutes nos infrastructures sont sur place ou résident dans des nuages privés.