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L'opérateur Dayton Gray transporte la plus grande chargeuse électrique à batterie de l'industrie minière dans une baie de chargement située dans la boucle de transport Lift 1 de l'exploitation par blocs de New Gold à New Afton. Il n'y a pas de ponts roulants ni de chariots élévateurs dans la baie de déblayage reconvertie, où le système d'échange automatique de la chargeuse déconnecte et abaisse une batterie épuisée, puis ramène une batterie entièrement chargée et la connecte automatiquement. Dayton Gray ne quitte pas la cabine pendant toute la durée du processus, contrôlant l'échange en suivant les instructions sur un écran tactile. Moins de six minutes plus tard, il sort de la baie de chargement et remonte une pente à grande vitesse.

Le directeur de la mine New Afton, Peter Prochotsky, voit dans ce processus l'avenir potentiel du “ravitaillement en carburant” pour les équipements mobiles souterrains.

“Il s'agit d'un énorme changement pour notre industrie que de passer du diesel à l'électricité, et je suis heureux d'y prendre part,” déclare-t-il.

La chargeuse, le premier véhicule électrique à batterie (BEV) Sandvik LH518B de 18 tonnes, est le premier élément important de l'infrastructure de BEV à New Afton. La mine d'or, qui a été exploitée pour la première fois en 2011 et est entrée en production en 2012, a toujours été pionnière en matière de nouvelles technologies innovantes qui contribuent à garantir la sécurité et la santé de ses employés tout en améliorant la productivité. New Afton a été l'un des premiers à adopter l'automatisation et est fière d'être un précurseur dans l'exploitation minière électrique à batterie.

En 2016, New Afton a réalisé une étude de faisabilité afin de déterminer la viabilité de son corps minéralisé de la C-Zone. La C-Zone, qui contient environ 29 millions de tonnes, devrait commencer à produire au second semestre 2023 et prolonger la durée de vie de la mine de New Afton jusqu'en 2030. New Afton a envisagé l'électrification dès le début en raison de la profondeur du nouveau corps minéralisé, qui est de 1 150 mètres sous la surface. Le directeur de la mine, Jeff LaMarsh, a par ailleurs déclaré que New Afton avait reconnu un certain nombre d'avantages potentiels de l'électrification par batterie au cours de l'étude.

“Nous voulons adopter l'électrification comme faisant partie de l'avenir de notre mine et potentiellement  de l'avenir de l'industrie”, explique Jeff LaMarsh.

Le projet C-Zone a été approuvé en 2019 et New Afton a fait équipe avec la société de conseil et d'ingénierie Tetra Tech et la British Columbia Hydro and Power Authority pour réaliser une étude distincte sur les aspects économiques d'une flotte de véhicules électriques à batterie dans le cadre du projet C-Zone.

“À la lumière de ces éléments, nous avons décidé d'adopter l'électrification par batterie et de nous renseigner sur la technologie avant de prendre une décision d'achat pour notre flotte de charge et roule de la C-Zone,” précise Peter Prochotsky.

En 2020, New Afton s'est associée à Sandvik pour un essai de trois mois de la première chargeuse Sandvik LH518B, afin d'établir la confiance dans la chargeuse avant de l'acheter. La mine a établi des indicateurs clés de performance pour la disponibilité, la durée de vie de la batterie et les paramètres de fonctionnement, y compris les vitesses de déblayage et de roulage.

“Pour tous les paramètres d'essai que nous avons évalués, le LH518B a dépassé toutes nos attentes”, déclare Jeff LaMarsh, qui a été particulièrement impressionné par la force de rupture et la capacité de chargement.

Ce qui a le plus frappé Prochotsky la première fois qu'il a vu la chargeuse fonctionner sous terre, c'est l'absence de chaleur.

“Le LH518B de Sandvik produit environ 10 % de la chaleur d'une chargeuse diesel comparable,” explique Peter Prochotsky. “C'est stupéfiant de voir à quel point il produit moins de chaleur, et c'est donc excellent pour notre lieu de travail souterrain et pour l'environnement. L'équipement électrique à batterie s'est révélé très bénéfique pour la santé et l'hygiène au travail de nos employés. La ventilation est primordiale pour diluer la chaleur, les particules de diesel et la poussière dans les espaces souterrains fermés, et les BEV nous aident à réduire ces contaminants sur le lieu de travail.”

La chargeuse électrique à batterie est également bien plus silencieuse que son équivalent diesel.

“Vous pouvez avoir une conversation en tête-à-tête à côté de l'équipement en fonctionnement, ce que vous ne pourriez jamais faire avec un diesel,” explique Jeff LaMarsh.

Pourtant, la plus grande surprise pour Jeff LaMarsh a été la puissance pure de la chargeuse.

“Le Sandvik LH518B a une puissance de déblayage nettement supérieure,” dit-il. “Dans un diesel traditionnel, vous devez faire tourner le moteur pour obtenir toute votre puissance hydraulique, alors qu'avec un BEV, c'est la quantité maximale de puissance hydraulique, dès le départ. Le couple instantané est bénéfique, à la fois pour le déblayage et pour le démarrage sur une rampe. Du point de vue de la productivité et de l'efficacité, notre expérience nous a permis de constater qu'elle est à mille lieues de la concurrence en termes d'équivalent diesel.”

Le démarrage, l'arrêt et le roulage sur de courtes distances ont eu le plus grand impact sur la réduction de la durée de cycle de la chargeuse électrique à batterie, mais Peter Prochotsky affirme que le plus grand facteur de productivité est la densité de puissance en chevaux.

“La puissance du moteur du Sandvik LH518B est environ quatre fois supérieure à celle de son équivalent diesel, de sorte que le temps de montée en rampe est proportionnellement plus rapide,” explique-t-il. “En roulant sur une rampe, sur une pente, nous estimons généralement que nos chargeuses-transporteuses diesel se déplacent à environ sept à huit km/h, alors que nous constatons des vitesses de 12 à 14 km/h avec les chargeuses-transporteuses à batterie.”

La chargeuse permet également à New Afton d'atteindre ses objectifs en matière de réduction des émissions de gaz à effet de serre.

“Une partie de la mission de New Gold est de promouvoir l'exploitation minière responsable,” précise Peter Prochotsky. “Nous reconnaissons que les émissions de gaz à effet de serre augmentent dans le monde entier et nous voulons tenter de réduire notre empreinte carbone. À plein régime, nous réduirons nos émissions de gaz à effet de serre d'environ 700 tonnes d'équivalent CO2 par an par rapport à une chargeuse diesel.”

Les données de New Afton sur le Sandvik LH518B montrent que le remplacement d'une chargeuse diesel par un BEV comparable devrait réduire les émissions totales de gaz à effet de serre de la mine de 2 % en un an, en supposant que la production soit à plein régime.

”Nous avons décidé d'opter pour l'électrification des batteries »

“Il s'agit d'un nombre vraiment important qui, entre autres, dépend de la quantité d'utilisation de l'équipement et de la quantité de diesel que nous compensons, mais pour une mine souterraine, même le remplacement d'une pièce d'équipement diesel électrique à batterie peut avoir un impact majeur sur la réduction totale des GES.”

La consommation d'énergie du Sandvik LH518B a été considérablement inférieure à celle de la chargeuse équivalente au diesel de New Afton. “Le coût global de l'énergie par rapport au diesel est d'environ 10,9 % en cours d'exploitation,”précise Peter Prochotsky.

Le Sandvik LH518BB est doté d'AutoSwap, un système d'auto-échange breveté pour le bloc batterie Artisan. La chargeuse est également le premier BEV Sandvik doté de la technologie AutoConnect, qui permet à l'opérateur de changer de batterie encore plus rapidement sans quitter la cabine.

“La technologie AutoSwap et AutoConnect a été fluide et sans heurt,” raconte Peter Prochotsky. “Cela a été un avantage appréciable pour les opérateurs, tant sur le plan de la sécurité que de l'efficacité, car ils n'ont plus à sortir de la cabine pour débrancher la batterie.”

L'échange de batteries permet également à New Afton de répartir la charge sur des périodes plus longues, ce qui contribue à atténuer la consommation d'énergie agressive que les solutions de charge rapide peuvent imposer au réseau d'une mine’.

“La technologie d'échange de batteries est une excellente option pour nous, car nous n'avons besoin de charger les batteries que jusqu'à un niveau juste inférieur au taux de décharge,” explique Jeff LaMarsh.

Alors que New Afton s'étend vers la C-Zone, la mine est limitée par son alimentation électrique d'origine Lift 1 d'environ 5 mégawatts.

“Nous allons adopter ce même diamètre de câble plus profondément, donc lorsque nous parlons d'électrifier la C-Zone, nous devons nous assurer que la demande d'énergie reste dans les limites de notre capacité de câble,’ déclare Peter Prochotsky. “Nous pensons que la meilleure façon d'y parvenir est de répartir la charge sur une période plus longue. En électrifiant notre flotte de production, nous consommons toujours la même quantité d'énergie, mais nous n'avons pas de pic de demande d'électricité qui dépasse la quantité d'énergie que nos câbles peuvent fournir. En fin de compte, pour la C-Zone, nous souhaitons répartir notre demande d'énergie sur la plus grande période possible.”

New Afton utilise actuellement le Sandvik LH518B dans la boucle de transport Lift 1 de la mine pour charger les camions et acheminer le minerai par tramway vers le concasseur giratoire. D'ici 2023, la mine prévoit de transférer la chargeuse dans la nouvelle galerie B3 pour continuer à charger les camions. La galerie B3 est en fait une zone intermédiaire qui conduira New Afton de sa zone minière actuelle Lift 1 jusqu'à la future C-Zone.

La galerie du bloc de la C-Zone se trouve à environ 550 m sous le Lift 1 et à 1 150 m sous la surface. L'exploitation minière à la profondeur de la future zone de production présente des défis en matière de ventilation et de coûts d'exploitation que Peter Prochotsky estime que les BEV et l'électrification peuvent contribuer à atténuer.

“L'exploitation économique à une telle profondeur peut être complexe, et nous considérons l'électrification par batterie comme l'une des solutions potentielles à ce défi,” explique Peter Prochotsky. “La température de la roche vierge augmente la chaleur du niveau pendant la production, de sorte que cela et les contraintes de ventilation favorisent tous deux l'équipement électrique à batterie.”

« Notre main-d'œuvre est réceptive aux nouvelles technologies »

New Afton prendra livraison de deux camions électriques à batterie Sandvik Z50 au cours de l'année 2022, ce qui permettra à la mine de bénéficier de son infrastructure de batteries existante et de ses connaissances croissantes en matière de batteries. Bien que la mine ait acheté les camions de 50 tonnes en tant que solution de production pour sa zone minière B3, les gestionnaires de la mine New Afton prévoient de les utiliser pour aider à accélérer le développement de la déclivité de la C-Zone jusqu'à ce que la production B3 démarre au quatrième trimestre de 2022.

“Il est toujours difficile d'obtenir une ventilation suffisante jusqu'au front de taille jusqu'à ce que nous ayons établi notre infrastructure de ventilation permanente,’ déclare Peter Prochotsky. “En utilisant des camions à batterie, nous prévoyons de réduire la chaleur générée en amont du front de taille et d'éliminer les particules de diesel.”

Le personnel de l'usine Sandvik a aidé New Afton avec des taux de décharge projetés et une modélisation du cycle d'utilisation pour le Sandvik LH518B qui, selon Peter Prochotsky, se sont avérés exacts.

“Sandvik nous aide à comprendre la meilleure disposition des équipements, le meilleur espacement des boucles, l'emplacement des baies de passage et des stations de charge, ce genre de critères de conception que nous pouvons ensuite mettre en œuvre avant de descendre dans la C-Zone”, déclare Peter Prochotsky. “Nous avons toujours eu de très bonnes relations avec Sandvik. Nous utilisons depuis longtemps des foreuses et des boulonneuses Sandvik sous terre, et poursuivre notre relation et passer à l'automatisation et maintenant aux véhicules électriques à batterie a été une progression naturelle.”

“Personnellement, je crois que l'électrification est la voie de l'avenir,” estime Jeff LaMarsh. “Faire partie d'un groupe qui a la chance d'être le pionnier de la technologie BEV dans l'exploitation minière souterraine est vraiment passionnant.

“Toutes les mines sont susceptibles d'être soumises à un achat d'immobilisations ou à un remplacement de maintenance à venir dans les prochaines années. Je pense qu'elles perdraient donc gros si elles décidaient de ne pas se renseigner ou d'opter pour la technologie électrique à batterie”, explique-t-il.