Comment des robots ont aidé à remettre en service une mine effondrée
Tôt le matin du 13 août 2021, le chef de la mine de calcaire Lhoist en Amérique du Nord, près de Crab Orchard (Tennessee), Justin Disney entendit un bruit qu'il n'avait jamais entendu en 16 ans de travail dans cette mine.
« Comme une pluie tombant des colonnes. À cet instant, j'ai eu un pressentiment et j'ai commencé l'évacuation. À 6h40, tout le monde était comptabilisé, et vers 6h59 et 48 secondes, la mine s'est effondrée »
La mine, vieille de plus de 100 ans, a expulsé un souffle d'air, de boue et de débris à une vitesse d'environ 193 km/h par tous ses portails et puits d'aération lors de l'effondrement. Grâce à l'évacuation menée par Disney pendant l'incident, personne n'a été blessé. Il a été établi que cet incident était causé par l'effondrement de très anciens piliers (âgés de 40 à 70 ans), ce qui a entraîné un affaissement important de la surface.
L'Administration américaine de la sécurité et de la santé dans les mines (MSHA) a rapidement déterminé que la zone d'affaissement de surface, large de 244 mètres et profonde de 30 mètres, issue de l'effondrement, était trop dangereuse pour une exploration humaine. Cependant, une solution robotisée ne serait pas simple non plus.
Avant l'effondrement, les mineurs utilisaient un système radio bidirectionnel passant par un câble fuyard de PBE Group. Ce câble qui fuyait n'avait pas la bande passante nécessaire pour prendre en charge des drones ou des robots autonomes. Même s'il l'avait eue, il ne fonctionnait plus après l'effondrement.
« C'est une tâche unique : tenter de créer un système de communication souterrain offrant la bande passante nécessaire au traitement des vidéos et des applications LiDAR, indispensables sans infrastructure au sol »
Rob Koch, directeur technique de PBE, face à l'absence de réseau et d'alimentation après l'accident, a estimé que la meilleure solution serait un réseau IP sans fil à faible latence et haut débit. Il a finalement opté pour un réseau IP maillé de Rajant et des robots de Australian Droid and Robot (ADR). PBE, Rajant et ADR avaient déjà travaillé ensemble sur des solutions précédentes.
L'équipe a utilisé 10 robots autonomes ADR Explora XL, le réseau de communication souterrain sans fil Rajant Kinetic Mesh, ainsi que les équipements et technologies de PBE. Les robots ont installé à l'intérieur de la mine trois points d'infrastructure réseau, dont le plus profond se situe à 1,7 km, et huit robo-hubs.
« Nous avons réussi à créer une très bonne visualisation de l'endroit où l'effondrement s'est produit, ainsi que des zones sûres où nous pouvons envoyer des explorations avec des personnes »
Les robots ADR ont inspecté toutes les zones nécessaires de la mine, tout en transmettant des données vidéo à un débit allant jusqu'à 80 Mbit/s. Les robots ont pu achever l'inspection et permettre aux mineurs de retourner dans la mine pour rétablir l'alimentation électrique et la communication.
« ADR dispose d'un petit parc de robots prêts à intervenir en situation d'urgence, mais cela nécessitait davantage d'unités dotées de capteurs et de capacités différents. Nous avons rapidement construit davantage de robots et effectué des tests approfondis pour reproduire les conditions et distances auxquelles nous aurions été confrontés aux États-Unis. Nous avions des équipes dans toute la région de Brisbane, et à une étape, nous avions des robots déployés dans plusieurs banlieues, pilotés depuis un centre de commandement. Les robots ont été envoyés aux États-Unis moins d'un mois plus tard, accompagnés d'Andre Preller, ingénieur électronicien en chef, et de Callum McDermid, ingénieur robotique senior. Après des essais diurnes en surface, les robots sont entrés dans la mine, chacun transmettant le signal de communication au suivant, créant dans la mine un réseau en guirlande à haut débit. Une semaine plus tard, l'équipe avait obtenu suffisamment de données pour que l'équipe minière puisse reprendre le travail — la seule entreprise au monde capable de fournir le matériel nécessaire au bon moment »
La mine prévoit de déployer le réseau Kinetic Mesh sur l'ensemble de son site. À l'avenir, si elle rencontre à nouveau un problème d'instabilité, elle pourra simplement envoyer dans la mine un robot ADR, en utilisant l'infrastructure réseau existante, préservant ainsi la sécurité des travailleurs et des performances ininterrompues.
« Lorsque nous avons appris la nécessité d'une inspection autonome après l'effondrement, nous nous sommes concentrés sur la recherche de la meilleure solution pour un déploiement rapide, souple et performant. La mine avait besoin d'un réseau de données souple et à haut débit pour prendre en charge un large éventail d'inspections changeantes. La technologie maillée de Rajant était le choix évident pour cet objectif. Il fallait concevoir des éléments de réseau déployés dans la mine par les robots eux-mêmes. Nous avons rapidement cherché la meilleure technologie d'antenne pour les robots et les nœuds de transit. Puis nous nous sommes rendus sur place pour construire les nœuds déployables des robots et le réseau terrestre de transmission des données vers le centre d'opérations d'inspection. Les éléments du réseau et les antennes ont fourni suffisamment de temps pour réaliser l'inspection. Nous sommes heureux que la mine ait choisi PBE pour ce projet novateur, afin de reprendre son activité en toute sécurité grâce aux meilleures technologies disponibles »
