juin/juillet 2014

Énergie

Réfléchissez avant de tourner à pleine capacité - le traitement à temps partiel peut engendrer de grandes économies d'énergie

Par Michelle Levesque

Les coûts liés à l'énergie épuisent de plus en plus le budget d'une exploitation minière en activité. Les sociétés minières peuvent cependant procéder à des changements qui leur coûtent peu mais pourraient leur faire économiser des millions de dollars, par exemple en aménageant minutieusement les horaires de fonctionnement à pleine capacité de leurs concentrateurs.

En 2008, une société d'experts-conseils a mené une étude sur l'utilisation de l'énergie ; elle commençait par une vérification de la consommation d'énergie dans une usine de concentration des métaux communs qui évaluait l'utilisation de l'électricité afin d'identifier les économies pouvant être réalisées. Après avoir rassemblé et analysé l'équivalent d'une année de données sur la consommation électrique horaire de chacun des 292 éléments de l'équipement électrique, 10 mesures d'économie d'énergie qui permettraient de réduire de 5 % l'utilisation d'énergie de l'usine ont été identifiées. En 2012, la société MIRARCO (Mining Innovation Rehabilitation and Applied Research Corporation) a mené une analyse ultérieure pour déterminer l'influence de l'activité de l'usine suivant sa capacité nominale sur la consommation électrique de l'unité (kilowatt par heure/tonne de minerai broyé). Un modèle de charge électrique partielle pour l'usine en a été dérivé afin d'illustrer la quantité d'électricité consommée par tonne de minerai traité à différentes capacités. Il n'a pas été surprenant de constater que la consommation électrique était optimale lorsque l'usine fonctionnait à capacité nominale. Si l'usine soumise à l'étude avait été exploitée à 100 %, et non à 74 % de sa capacité nominale, les économies d'électricité auraient atteint 14 %. En termes de gestion de l'énergie, il s'agit là du « gros problème dont personne n'ose parler ».

Un concentrateur peut fonctionner en dessous de sa capacité nominale pour plusieurs raisons, par exemple à cause d'un entretien non prévu, de changements au niveau des caractéristiques du minerai, de fluctuations des conditions de marché ou d'une pénurie dans l'approvisionnement en minerai. Mais s'il s'agit d'une réduction de la production de minerai, un concentrateur peut mettre en œuvre un programme de fonctionnement intermittent pour s'assurer que l'usine est exploitée à sa capacité nominale. La direction doit tenir compte des coûts de stockage du minerai et de la manutention supplémentaire, des pertes au niveau du rendement et de la main-d'œuvre ainsi que des problèmes opérationnels dans le concentrateur et des procédés en aval lorsqu'elle prend ce genre de décision. Mais si les économies s'avèrent plus importantes que ces coûts, c'est l'occasion pour les usines de concentration d'augmenter leurs bénéfices nets.

Suite à la première vérification, MIRARCO a mené en 2012 des études sur 13 concentrateurs en activité en Ontario pour examiner la façon dont ils étaient exploités. Les trois concentrateurs de métaux communs soumis à l'étude fonctionnaient de 47 % à 74 % de leur capacité nominale, alors que les 10 usines de traitement de minerai aurifère étudiées fonctionnaient de 59 % à 120 % de leur capacité nominale. Il convient de noter que 9 de ces 10 usines de traitement de minerai aurifère fonctionnaient à une capacité supérieure à 75 %.

Il est donc devenu évident qu'en modifiant leurs programmes d'exploitation, les sociétés pouvaient économiser de l'électricité et, en fin de compte, de l'argent. Ceci impliquerait de fermer l'usine périodiquement pendant la constitution de réserves de minerai, puis pendant son traitement, et de répéter ce cycle. Une usine fonctionnant à 50 % de sa capacité nominale pourrait par exemple adopter un programme d'activité de deux semaines sur quatre ; un concentrateur fonctionnant à 75 % de sa capacité nominale pourrait prévoir une période de fermeture d'une semaine pour trois semaines d'exploitation.

Un concentrateur en Ontario a déjà commencé à se rendre compte des économies pouvant être faites en modifiant son programme et en optimisant les activités de son usine de concentration. North American Palladium exploite son concentrateur de la mine Lac des Îles par intermittence depuis 2010. En 2012 pourtant, lorsque l'usine fonctionnait sur la base d'un programme de deux semaines sur quatre, sa capacité était de 74 %, ce qui montrait bien que des améliorations étaient possibles et qu'elle pourrait réaliser davantage d'économies.

Après avoir mené notre étude de suivi, nous avons développé des modèles de charge partielle pour les trois usines de métaux communs auxquelles nous nous intéressions en nous servant du modèle de charge partielle dérivé de la vérification initiale. Nous avons également adopté des modèles de coûts afin de refléter les économies d'échelle. L'exploitation intermittente de ces trois usines de métaux communs en 2012 aurait permis de réduire la consommation d'électricité de l'ordre de 16 % à 36 %.

Il est également essentiel de bien comprendre la structure de facturation pour maximiser les économies financières. En Ontario, les usines dont la demande moyenne dépasse les cinq mégawatts sont considérées comme des clients « de catégorie A » et leurs primes de puissance peuvent être considérables. La fermeture des usines pendant les heures de demande de pointe en Ontario, qui permet de réduire la consommation d'énergie au moment où l'électricité coûte le plus cher, donnera la possibilité aux sociétés minières de réduire encore davantage leurs dépenses. La fermeture d'un concentrateur pourrait réduire sa charge électrique de 90 %, en ne laissant marcher que des équipements tels que les lumières, les ventilateurs et les agitateurs. En 2012, chaque mégawatt économisé par les usines « de catégorie A » pendant les cinq périodes de pointe de la demande s'est traduit par des économies d'environ 275 000 $ par an. Pour un concentrateur dont la demande moyenne est de cinq mégawatts, ceci implique des économies de plus d'un million $ par an. Ces économies seraient proportionnellement plus importantes pour des exploitations plus grandes.

Étant donné la structure de facturation actuelle en Ontario, il est possible de considérablement réduire les dépenses énergétiques dans les usines de concentration, notamment celles en sous-utilisation. Les mesures d'économies d'énergie peuvent mener à des économies en termes financiers, mais il est tout aussi important d'utiliser l'énergie de manière efficace dans les usines. Faire face à ce problème dont personne ne parle peut se révéler intimidant, mais les récompenses en valent la peine et constituent des solutions durables en termes d'efficacité et d'économies globales.

 Michelle Levesque Michelle Levesque est chercheuse à MIRARCO.
Elle mène actuellement un doctorat en génie des
ressources naturelles à l'université Laurentienne
et concentre ses activités de recherche sur la
gestion de l'énergie dans le secteur minier.


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Traduit par : Karen Rolland


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