Solutions numériques en matière de durabilité : une approche réaliste dans un monde en pleine croissance

Comme la population mondiale devrait passer de 9,5 à 11 milliards au cours des prochaines décennies, répondre à l’augmentation de la demande énergétique est devenu prioritaire. Il est essentiel de le faire pour assurer une société équitable et sûre, en mettant l’accent sur la durabilité et les solutions d’énergie propre. La transition hors des combustibles fossiles comme principale source d’énergie nécessite une augmentation substantielle de la capacité de production d’électricité en tirant parti de différentes sources comme l’énergie solaire, éolienne et nucléaire.  

Il est impératif d’élaborer des méthodes à faible intensité carbonique pour produire des métaux comme l’acier, et il est essentiel de mettre au point des technologies de pointe et des chaînes d’approvisionnement durables pour l’extraction, le traitement et le recyclage des matériaux de batteries. Alors que les véhicules électriques contribuent à la demande croissante en électricité, il convient de souligner que le poids moyen des véhicules électriques exige actuellement environ six fois plus d’apport minéral que les véhicules thermiques, à l’exclusion de l’acier et de l’aluminium. Les batteries pour véhicules électriques comprennent un éventail d’éléments comme le lithium, le cobalt, le nickel, le manganèse, le graphite, le cuivre, l’aluminium, le fer et diverses terres rares. Certaines estimations suggèrent que l’empreinte carbone d’un véhicule électrique associée à l’extraction et au traitement des minéraux serait amortie après 80 000 kilomètres. Pour concrétiser la vision d’un monde équitable et durable au cours des prochaines décennies, l’industrie des mines et du traitement des métaux devra poursuivre son virage vers la durabilité.  

Pour faire de cette vision une réalité, il faudra innover non seulement dans les domaines traditionnels des mines, de la métallurgie, du traitement du minerai et du génie des matériaux, mais aussi dans les domaines du génie des matériaux. Et la concrétisation de cette vision repose sur l’innovation numérique et l’exploitation de l’utilisation intelligente des données, de l’analytique et de l’apprentissage automatique.

Au cours des dernières décennies, de nombreux secteurs, comme les soins de santé, les services financiers et le commerce de détail, ont été révolutionnés par les données et les technologies numériques. Bien que les entrepreneurs du numérique se soient tournés vers ces secteurs, il existe des occasions tout aussi importantes dans l’industrie des mines et des métaux. Avec leur expertise et leurs efforts, les innovateurs numériques peuvent aider l’industrie à créer un monde meilleur grâce à des changements positifs de quatre façons concrètes :

1. Jumeaux numériques et simulation. À l’aide de jumeaux numériques – des modèles virtuels de l’exploitation minière – les ingénieurs et les décideurs peuvent simuler et analyser divers aspects de l’exploitation minière et du traitement. Cette technologie permet de tester différents scénarios et changements opérationnels sans risques physiques ou environnementaux. Les jumeaux numériques permettent d’optimiser les processus pour réduire la consommation d’énergie et minimiser l’impact environnemental. Ils peuvent aussi être utilisés à des fins d’apprentissage, réduisant ainsi le besoin de formation sur place qui pourrait perturber les opérations.
2. Systèmes intelligents de gestion de l’eau. Les technologies numériques peuvent grandement améliorer la gestion de l’eau dans les activités minières. En utilisant des capteurs et des appareils connectés à l’Internet des objets, les mines peuvent surveiller la consommation et la qualité de l’eau en temps réel. L’analyse avancée peut ensuite être utilisée pour optimiser la consommation d’eau et utiliser efficacement les ressources, contribuant ainsi à réduire l’impact environnemental. Ces systèmes sont particulièrement importants dans les régions où l’eau se fait rare. L’analyse prédictive peut également être utilisée pour anticiper et gérer les risques liés à l’eau, comme la contamination ou l’utilisation excessive. 
3. Optimisation du stockage des résidus. Les résidus, c’est-à-dire les déchets laissés après l’extraction du minerai, posent d’importants défis sur le plan de l’environnement et de la sécurité. Les technologies numériques peuvent améliorer la gestion des résidus miniers grâce à la surveillance et à la modélisation prédictive. Les capteurs peuvent fournir des données en temps réel sur la stabilité des bassins de retenue des résidus, ce qui aide à prévenir les catastrophes. Les algorithmes d’apprentissage automatique peuvent analyser les données historiques pour prédire les défaillances ou les fuites potentielles, ce qui permet une gestion proactive. De plus, les plateformes numériques peuvent optimiser la conception et l’emplacement des parcs à résidus miniers, ce qui réduit l’empreinte environnementale et renforce la sécurité. 
4. Analyse prédictive pour l’optimisation des ressources. L’analyse avancée des données peut servir à créer des modèles prédictifs qui optimisent les activités minières. Les analyses comprennent des prévisions précises sur la teneur du minerai, ce qui peut réduire considérablement les déchets et la consommation d’énergie. En prédisant la qualité et la quantité du minerai, il est possible de cibler les activités minières, ce qui réduit au minimum l’incidence sur l’environnement.