16 mars 2021

Les conditions de travail peuvent être difficiles.

Que vous soyez ingénieur concepteur de la prochaine machine minière innovante ou technicien de fiabilité responsable du succès ou de l’échec de l’équipement d’un site minier, chaque décision que vous prenez est examinée à la loupe. Et cela s’ajoute aux exigences quotidiennes liées à l’exploitation minière, qu’il s’agisse des conditions géographiques ou de la demande mondiale de ressources nécessitant une efficacité d’extraction maximale.

Vous savez donc qu’un détail apparemment insignifiant comme le ventilateur du moteur d’un camion géant n’est pas anodin.

Il fut un temps où les ventilateurs de près de 100 pouces de diamètre qui refroidissent les moteurs des équipements miniers étaient tous en métal. Mais les nouvelles technologies, la pression croissante pour développer les activités et les exigences plus strictes en matière de bruit et d’émissions se sont combinées pour offrir aux concepteurs et aux gourous de l’exploitation minière des choix différents.

Et des décisions importantes.

Les trois principaux types de ventilateurs pour les transporteurs miniers, les excavateurs et d’autres machines

Aujourd’hui, les ventilateurs en nylon et en matériaux composites ont commencé à surpasser les ventilateurs en métal dans les applications minières les plus récentes et les plus performantes.

Pendant des décennies, les ventilateurs métalliques ont été les seuls disponibles. Bien qu’ils ne soient en aucun cas obsolètes, ils ont leurs limites.

Il est difficile d’optimiser la conception d’un ventilateur en métal pour répondre à des besoins spécifiques en matière de débit d’air. Ils présentent également plus de points de défaillance potentiels ; c’est rare, mais certaines mines ont connu des ventilateurs en métal qui se fatiguaient au point de plonger dans le radiateur.

Les ventilateurs modulaires en plastique ou en nylon sont plus faciles à personnaliser. Ils peuvent être fabriqués en différentes largeurs et courbures, et ils sont collés à un disque central en métal, ce qui signifie qu’il est facile d’augmenter ou de diminuer le nombre de pales.

Cependant, les ventilateurs en nylon succombent parfois aux conditions agressives qui caractérisent le travail dans une mine à ciel ouvert. Les éclats, les bosses et les éraflures causés par les roches et autres débris peuvent causer des dommages importants au fil du temps.

C’est pourquoi les matériaux composites sont de plus en plus populaires.

Les composites peuvent résister à des conditions de fonctionnement difficiles tout en étant adaptés à des applications spécifiques et aux besoins de refroidissement des mines. Par exemple, les ingénieurs de Horton ont récemment effectué un test A-B opposant un ventilateur en métal à un ventilateur en composite thermodurci, et ce dernier a permis de limiter la température ambiante de plus de 5 degrés Celsius.

La conception optimisée des ventilateurs permet également de réduire les niveaux de décibels – un domaine de plus en plus important à mesure que les régions minières comme l’Australie et l’Amérique du Sud adoptent des réglementations plus strictes en matière de bruit.

Comment sont fabriqués les ventilateurs ?

En règle générale, les ventilateurs métalliques sont estampés et laminés à l’aide de cellules de fabrication. Cela limite le type de modifications qui peuvent être apportées à la conception.

Les palettes de ventilateur en plastique et en composite sont généralement moulées par injection ou par compression. Cela permet une plus grande flexibilité – du nombre de pales à la largeur du pas, en passant par toute une série d’autres variables.

L’impact des ventilateurs sur le bruit

Il existe plusieurs façons de concevoir un ventilateur qui limite le bruit. L’une des plus courantes consiste à choisir un ventilateur plus grand et à le faire tourner à une vitesse inférieure.

Là encore, les ventilateurs en nylon et en matériaux composites sont les mieux adaptés car ils peuvent être conçus pour fournir un débit d’air plus élevé à des vitesses plus faibles.

La région de la Hunter Valley, en Australie, est l’une des zones les plus concernées par ce problème. Les ordonnances gouvernementales sur le bruit dans cette région ont contraint les mines et les entreprises de construction à envisager des mesures de réduction du bruit.

Pourquoi les ventilateurs en matériaux composites sont-ils les plus judicieux pour l’exploitation minière ?

Un équipementier minier européen a testé un jour un ventilateur en composite sur l’un de ses camions à benne de 100 tonnes. Lorsque le ventilateur d’essai est arrivé sur le site, un ingénieur a ouvert l’emballage et a trouvé ce qui ressemblait à un ventilateur en plastique.

Il a ensuite placé le ventilateur sur le sol et a commencé à sauter dessus pour voir s’il se fissurait. Comme il n’y avait pas de fissure, il s’est rendu compte qu’il ne s’agissait pas de plastique mais d’un matériau composite thermodurci.

Inutile de dire que le ventilateur en composite est désormais standard sur ce camion à benne, qui utilisait auparavant un ventilateur en métal.

Avec ses nombreuses mines et ses métaux précieux, l’Australie est considérée comme le terrain d’essai pour de nombreux composants et applications minières. Depuis 2015, les ventilateurs en matériaux composites sont de plus en plus populaires dans ce pays.

Une mine a amélioré la durée de vie de ses ventilateurs de 24 000 à 36 000 heures en passant du métal au composite. Une autre très grande mine est en train de convertir activement tous les ventilateurs métalliques de ses camions de transport minier aux ventilateurs composites HTEC de Horton.

C’est beaucoup mieux que les 100 % de temps d’arrêt qui peuvent être causés par un ventilateur métallique défectueux.

Et ce n’est que la partie durabilité de l’équation. Le flux d’air optimisé fourni par les composites, comme mentionné, réduit le bruit et envoie plus de puissance aux roues en aidant à éliminer le refroidissement inutile.

Un moteur plus efficace produit également moins de particules, ce qui est bon pour l’environnement et réduit l’empreinte carbone globale d’un site minier.

Mais le plus important, c’est la performance. Un ventilateur qui dure plus longtemps et qui rend votre moteur plus efficace signifie plus de voyages du fond de la mine au sommet, un taux de production plus rapide et plus d’argent sur la ligne supérieure des états financiers de vos opérations.

Tout cela grâce à une simple – mais importante – amélioration du ventilateur de refroidissement du moteur.