Solution de suivi de la consommation de carburant dans les mines : visualiser chaque litre de gazole utilisé

Les huiles destinées aux équipements miniers ne sont pas comparables à celles utilisées dans les flottes de véhicules classiques.

Pour un camion minier, une chargeuse-pelleteuse lourde ou une grande excavatrice, les frais de diesel s’élèvent souvent à plusieurs dizaines de milliers de yuans par mois ; lorsque le parc de machines est important, le carburant devient très vite le poste de dépenses le plus difficile à gérer dans une exploitation minière. Les véhicules circulant dans différentes zones d’exploitation, les points de ravitaillement étant dispersés et les distances de transport longues, le simple enregistrement manuel ne permet de détecter de nombreux problèmes qu’au moment du rapprochement comptable en fin de mois : on ne sait pas exactement quelle quantité de carburant a été consommée, on ne parvient pas à expliquer pourquoi la consommation de certains véhicules est trop élevée, et on ne peut pas déterminer pourquoi le niveau de carburant a baissé alors que les équipements étaient à l’arrêt.

La solution FOFN de surveillance des niveaux de carburant dans les mines, grâce à des capteurs de niveau, des terminaux de localisation GPS, des périmètres virtuels et une plateforme de gestion, permet de relier entre eux les éléments suivants : « la quantité de carburant ajoutée, la quantité consommée, le lieu de consommation et l’existence éventuelle de pertes anormales ». Les responsables n’ont plus besoin de se rendre quotidiennement sur le site minier pour relever les compteurs de carburant ; ils peuvent consulter directement sur la plateforme les courbes de niveau de carburant, les historiques de ravitaillement, la consommation, les heures de service et la localisation de chaque équipement.

Cas d'utilisation

Cette solution est adaptée aux scénarios d'exploitation suivants dans le secteur minier et celui des équipements lourds :

• Mine de charbon à ciel ouvert
• Extraction de minerais métalliques
• Carrières de pierre, usines de granulats de sable et de gravier
• Exploitation de carrières et travaux de déblaiement
• Camions à benne basculante pour l'exploitation minière, camions à carrosserie large, chargeuses, pelles hydrauliques, chargeuses-pelleteuses, rouleaux compresseurs
• Camions-citernes dans les zones minières, réservoirs fixes et points de ravitaillement temporaires

Si les équipements sont destinés à être utilisés dans des puits, des zones d'exploitation épuisées ou d'autres zones soumises à des exigences en matière de protection contre les explosions, il convient de vérifier, avant le début du projet, le niveau de protection contre les explosions requis sur site, les normes d'installation et les documents de certification. Les capteurs de niveau de carburant standard ne peuvent pas remplacer directement les produits antidéflagrants ; le choix du modèle doit impérativement respecter les exigences de sécurité en vigueur dans les mines.

Quelles sont les principales difficultés liées à la gestion des carburants dans les mines ?

1. La consommation de carburant d’un appareil isolé est élevée ; la moindre anomalie est donc immédiatement perceptible.

Les équipements miniers fonctionnent longtemps à pleine charge, ce qui entraîne une forte consommation de gazole. Le problème ne réside pas nécessairement dans un « vol de carburant », mais peut également être dû à des temps de ralenti trop longs, à des habitudes de conduite différentes des conducteurs, à des changements d’itinéraires de transport ou à une détérioration de l’état d’entretien des équipements.

En l’absence de données continues sur le niveau de carburant, les responsables ne peuvent se baser que sur les fiches de ravitaillement et la consommation totale en fin de mois, ce qui rend difficile de déterminer quels équipements présentent réellement un problème de faible rendement et de consommation élevée.

2. Les stations-service sont dispersées, ce qui rend difficile la concordance des registres.

Sur les sites miniers, il peut y avoir des réservoirs fixes, des camions-citernes, ou encore des ravitaillements temporaires effectués sur différents fronts de taille. Lorsque les heures de ravitaillement, les lieux de ravitaillement, les quantités ravitaillées et les variations réelles du niveau de carburant dans les réservoirs des équipements ne concordent pas, il est souvent très difficile de retracer ces opérations à partir des registres tenus manuellement.

3. Les équipements ne se trouvent pas tous au même endroit, ce qui rend l'inventaire manuel coûteux

Les sites miniers à ciel ouvert couvrent de vastes superficies, et les équipements sont répartis entre les zones d'exploitation, les terrils, les voies de transport et les zones de maintenance. Le relevé quotidien des compteurs effectué manuellement est non seulement lent, mais il comporte également un risque d'omission. C'est notamment lors des quarts de nuit et des changements d'équipe que les variations de niveau de carburant sont les plus difficiles à vérifier.

4. Dans des conditions de charge élevée, il est inutile de se limiter à l'examen de la consommation totale de carburant

Pour une même quantité de 100 litres de diesel, le nombre de tonnes de minerai transportées par un véhicule, le nombre d’heures de travail effectuées et le fait qu’il ait tourné au ralenti pendant une longue période ou non font que les résultats sont totalement différents. Ce qui importe davantage pour les exploitations minières, c’est « la relation entre la consommation de carburant, la production et les heures de travail », et non pas simplement la quantité de carburant restante dans le réservoir.

Comment se compose cette solution ?

Un système de base de surveillance des niveaux de carburant dans les mines se compose généralement des éléments suivants :

Capteur de niveau de carburant

Installé à l'intérieur ou sur le réservoir, cet appareil sert à enregistrer en continu les variations du niveau de carburant. Une fois le réservoir étalonné, les données de niveau peuvent être converties en données de quantité de carburant plus intuitives.

Il permet d’identifier :

• Consommation de carburant en fonctionnement normal
• Le niveau de carburant augmente rapidement lors du ravitaillement
• Baisse anormale du niveau de carburant en dehors des heures de service
• Ralenti prolongé ou consommation élevée de carburant
• Équipements présentant un niveau de carburant systématiquement bas dans le réservoir

Terminal de localisation GPS

Le terminal GPS enrichit chaque donnée relative au niveau de carburant en y ajoutant l’heure, la position, l’état de conduite et l’état d’allumage. Ainsi, lorsqu’un responsable constate une anomalie au niveau du carburant, il ne se contente pas de constater qu’« il manque du carburant », mais il peut également savoir où se trouvait l’équipement à ce moment-là, s’il était en service et s’il avait quitté la zone autorisée.

Barrière électronique pour sites miniers

Il est possible de délimiter sur la plateforme des zones électroniques telles que les zones d'extraction, de chargement, de déchargement, de maintenance, de ravitaillement en carburant et de stationnement.

Par exemple :

• Lorsqu'un équipement quitte la zone minière ou pénètre dans une zone hors exploitation, une alerte de sortie de périmètre peut être déclenchée ;
• Les enregistrements de ravitaillement effectués dans des stations-service fixes peuvent être recoupés avec le registre des ravitaillements ;
• Si un équipement stationné dans une aire de stationnement présente une fuite de carburant manifeste, veuillez l'inspecter en priorité ;
• Les heures de travail, la consommation de carburant et le rendement de chaque zone d'exploitation peuvent être comptabilisés séparément.

Plateforme de gestion et rapports

La plateforme permet de visualiser simultanément la position des équipements, les courbes de consommation de carburant, les relevés de ravitaillement, les heures de travail et les événements liés aux zones de géorepérage. Les responsables peuvent exporter des rapports par équipement, équipe, date ou zone d’intervention, ce qui facilite la comptabilité mensuelle.

Fonctionnement concret du système de surveillance du niveau de carburant dans les mines

Une fois l'installation de l'équipement terminée et l'étalonnage du réservoir effectué, les données relatives au niveau de carburant seront transmises en continu à la plateforme.

En fonctionnement normal, la courbe de niveau de carburant présente une baisse relativement progressive ; lors d’un ravitaillement, la courbe affiche une hausse notable sur une courte période ; si une baisse rapide et inexpliquée survient lors d’un arrêt, d’un coup de frein ou en dehors des périodes d’activité, la plateforme peut signaler ces événements afin que les responsables puissent les vérifier.

Un enregistrement de consommation de carburant valide doit généralement comporter les informations suivantes :

• Numéro d'équipement
• Date de l'incident
• Position à ce moment-là
• Données avant et après la variation du niveau de carburant
• Est-il en position de démarrage, en marche ou à l'arrêt ?
• L'incident s'est-il produit à une station-service, sur une aire de stationnement ou à l'extérieur d'un site minier ?
• Équipes, chauffeurs ou zones d'intervention correspondantes
• Faut-il procéder à une vérification ?

Ainsi, la gestion des carburants passe d’un « bilan global à la fin du mois » à un « suivi quotidien du processus ».

Fonctionnalité clé n° 1 : suivi de la consommation de carburant en fonction des heures de travail, et non plus uniquement en fonction du niveau du réservoir

La productivité des équipements miniers ne peut pas être évaluée uniquement en fonction de la quantité de carburant ajoutée chaque jour.

Grâce aux données relatives aux heures de fonctionnement, à l'état de fonctionnement et à la consommation de carburant des équipements, il est possible de réaliser des analyses plus proches de la réalité :

• Quelle est la consommation moyenne de carburant par heure de travail ?
• Les écarts de consommation de carburant entre des équipements de même catégorie sont-ils trop importants ?
• Un appareil fonctionne-t-il à vide pendant une longue période ? ;
• Une équipe présente-t-elle un faible rendement et une consommation élevée ? ;
• La consommation de carburant s'est-elle améliorée avant et après la réparation de l'équipement ?
• La consommation de carburant correspond-elle globalement au volume de transport et au volume d'activité ?

Pour les mines disposant de données de production, il est également possible de réaliser une analyse de la « consommation de carburant par tonne de minerai ». En termes simples, il s’agit d’examiner conjointement la quantité de gazole consommée par les équipements et le volume de production réel. Une consommation de carburant par tonne de minerai qui reste élevée ne signifie pas nécessairement que les équipements présentent un problème, mais cela justifie sans aucun doute une vérification plus approfondie de l’organisation des opérations, de l’état des équipements et des habitudes d’utilisation.

Fonctionnalité clé n° 2 : recoupement entre le point de ravitaillement, la quantité de carburant et le réservoir de l’équipement

Dans la gestion du ravitaillement en carburant des mines, le plus redoutable est que les données ne concordent pas entre les deux parties.

Le système permet de définir des « barrières électroniques » autour de réservoirs fixes, de points d’arrêt pour camions-citernes ou de zones de ravitaillement temporaires. Lorsqu’un équipement pénètre dans une zone de ravitaillement et que le niveau de carburant augmente de manière significative, la plateforme peut établir un relevé de ravitaillement relativement complet.

Les responsables peuvent rassembler les éléments suivants afin de les vérifier :

• Quantité de carburant indiquée sur le bon de ravitaillement
• Heure du ravitaillement
• Lieux de ravitaillement
• Quantité de carburant effectivement ajoutée dans le réservoir de l'équipement
• Emplacement et état des équipements avant et après le ravitaillement

La forme du réservoir, l’angle d’inclinaison du véhicule et les fluctuations du niveau de carburant peuvent tous influencer les données ; c’est pourquoi un étalonnage est nécessaire après l’installation sur site. Plus l’étalonnage est minutieux, plus la vérification des pleins et la détection des anomalies seront fiables par la suite.

Fonctionnalité clé n° 3 : barrière électronique dans les zones minières et alertes en cas de franchissement de périmètre

Les équipements miniers ne doivent généralement pas quitter sans raison la zone d'exploitation désignée.

Grâce aux zones de confinement, les responsables peuvent configurer :

• Clôture périphérique du site minier
• Délimitation de la zone d'exploitation désignée
• Barrière de station-service
• Clôture de la zone de maintenance
• Barrières de zone de stationnement
• Zone d'accès interdit

Lorsque les équipements franchissent les limites définies, restent immobilisés pendant une durée prolongée dans des zones non opérationnelles ou présentent une baisse anormale du niveau de carburant dans une aire de stationnement, les responsables peuvent identifier plus rapidement les équipements nécessitant une vérification.

La barrière électronique n’a pas pour but de « surveiller les conducteurs », mais de fournir un contexte sur le terrain concernant la consommation de carburant et les variations de niveau de carburant. En sachant où se trouvait l’appareil à ce moment-là, il est plus facile de se prononcer sur de nombreuses questions.

Fonctionnalité clé n° 4 : analyse des charges élevées et des périodes de ralenti prolongées

Les équipements miniers doivent fonctionner à pleine charge, mais une charge élevée n'est pas synonyme de rendement élevé.

Le système de surveillance du niveau de carburant, en combinant l'état d'allumage, la durée de fonctionnement et les variations du niveau de carburant, permet de détecter :

• Le moteur tourne depuis longtemps, mais l'équipement n'est pas réellement en service ;
• Si un équipement présente une consommation de carburant élevée de manière continue, faut-il vérifier son état d'entretien ?
• Les écarts de consommation de carburant sont trop importants entre des appareils de même modèle dans des conditions d'utilisation similaires ;
• La consommation de carburant présente-t-elle des anomalies pendant les services de nuit, lors des changements d'équipe ou avant et après les opérations de maintenance ?
• La consommation de carburant par heure de travail a-t-elle augmenté suite à la modification des itinéraires de transport ?

Ces données ne peuvent se substituer à la gestion sur site, mais elles permettent de la fonder sur des bases plus solides.

Valeur de la solution

Permettre de disposer de données vérifiables sur la « consommation de carburant par tonne de minerai »

En analysant conjointement la consommation de carburant, les heures de travail et le volume de production, les exploitations minières peuvent identifier les équipements ou les équipes peu productifs et à forte consommation. Par la suite, que ce soit pour la planification, la maintenance ou l'évaluation des performances, les décisions ne reposeront plus uniquement sur l'expérience.

Réduire les pertes de carburant et la consommation inutile

Les opérations de ravitaillement, la consommation de carburant, les stationnements et les baisses anormales de niveau de carburant sont tous enregistrés. En cas d’événements manifestement anormaux, les responsables peuvent procéder à une vérification en temps réel, plutôt que d’attendre la fin du mois pour constater que les comptes de carburant ne concordent pas.

Réduire les relevés manuels et les déplacements sur site

La plateforme permet de consulter de manière centralisée le niveau de carburant, la position et l'état de fonctionnement de plusieurs appareils. Pour les projets où les équipements sont dispersés et où la superficie des sites miniers est importante, cela permet de réduire considérablement le travail d'inventaire manuel.

Optimisation de la gestion des camions-citernes et de la distribution de carburant

Une fois les niveaux de carburant de chaque équipement connus, il est possible d’organiser les ravitaillements par ordre de priorité, ce qui permet d’éviter les allers-retours répétés des camions-citernes et les arrêts temporaires des équipements. Dans les zones minières isolées, une organisation rationnelle des itinéraires de ravitaillement permet également de réduire les pertes de carburant en cours de route.

Fournir une base durable pour la gestion des équipements

Les données collectées en continu permettent d’évaluer l’évolution de la consommation de carburant des équipements, l’efficacité des interventions de maintenance, le rendement opérationnel et les différences entre les équipes. Il ne s’agit pas seulement d’un outil de prévention du vol de carburant, mais aussi d’une base de données essentielle à la gestion quotidienne des opérations.

Méthodes de déploiement recommandées

Pour les clients qui se lancent pour la première fois dans la gestion des niveaux de carburant dans les mines, il est recommandé de commencer par sélectionner un petit lot d’équipements représentatifs pour un essai, par exemple :

• 2 à 3 camions miniers
• 1 chargeuse ou pelleteuse
• 1 station-service fixe ou un camion-citerne

Commencez par effectuer l’étalonnage des réservoirs, la vérification des pleins et la configuration des périmètres de contrôle. Après une période de fonctionnement continu, ajustez les seuils d’anomalie et les critères des rapports en fonction des données réelles. Cela permettra de consolider plus facilement la mise en œuvre du projet et d’éviter de voir le périmètre de déploiement devenir trop vaste dès le départ, ce qui risquerait de compliquer la gestion par la suite.

Foire aux questions

La connexion Internet est mauvaise dans les zones minières ; est-il tout de même possible d'effectuer la surveillance du niveau de carburant ?

C'est possible, mais la conception doit tenir compte des conditions réseau sur site. Dans les zones où le signal 4G est bon, les données peuvent être transmises en temps réel ; dans les zones où la couverture réseau est instable, l'appareil peut d'abord enregistrer les données, puis les transmettre une fois la connexion rétablie. Pour les zones d'intervention isolées dépourvues de tout réseau cellulaire, il est également possible, en fonction des besoins du projet, d'opter pour une solution avec stockage local ou une solution de collecte de données via Bluetooth.

Les capteurs de niveau de carburant utilisés dans les mines permettent-ils de détecter les vols de carburant ?

Ce système permet de détecter des incidents suspects de perte de carburant, mais pour déterminer s’il s’agit effectivement d’un vol de carburant, il est nécessaire de vérifier l’ensemble des éléments : l’heure, le lieu, l’état du véhicule, l’ampleur de la variation du niveau de carburant et les circonstances sur place. Le rôle du système est de repérer rapidement les incidents suspects, afin que les responsables n’aient pas à se fier à des suppositions.

Pourquoi est-il nécessaire de procéder à un étalonnage du réservoir pour les données de niveau de carburant ?

La forme des réservoirs varie d’un appareil à l’autre ; une même variation du niveau de carburant ne correspond pas nécessairement à une variation identique de la quantité de carburant. Ce n’est qu’après étalonnage que les données de niveau de carburant peuvent être converties avec plus de précision en litres, afin de permettre la vérification des pleins et l’analyse de la consommation.

Peut-on installer des équipements classiques de surveillance du niveau de carburant dans les mines souterraines ?

Il n’est pas possible de généraliser. Les environnements souterrains, les zones d’exploitation épuisées ou les environnements inflammables et explosifs sont généralement soumis à des normes de sécurité et à des exigences en matière de protection contre les explosions bien définies ; le choix des produits et les modalités d’installation doivent être déterminés en fonction de la réglementation en vigueur sur le site du projet, des normes applicables aux sites miniers et des exigences de certification des équipements.

Est-il possible de calculer la consommation de carburant par tonne de minerai ?

C'est possible. Le système fournit des données relativement fiables sur la consommation de carburant et les heures de travail ; si la mine est en mesure de fournir des données sur les volumes transportés, les volumes chargés ou la production, il est alors possible de calculer la consommation de carburant par tonne de minerai, ce qui permet d'analyser l'efficacité de la production et les coûts d'exploitation des équipements.

Outre les camions miniers, sur quels autres équipements peut-on l'utiliser ?

Les chargeuses, pelles hydrauliques, chargeuses-pelleteuses, bulldozers, rouleaux compresseurs, foreuses, groupes électrogènes, camions-citernes et réservoirs fixes, entre autres, peuvent tous faire l’objet d’une configuration sur mesure en fonction de l’état de leur réservoir et de leur mode d’utilisation.