Une personnalité électrique

Q : Pouvez-vous expliquer ce que vous entendez lorsque vous parlez d'une synergie entre la transformation des réseaux électriques domestiques et les réseaux électriques miniers ?

R : Cette synergie repose sur le développement de micro-réseaux autonomes avec des ressources énergétiques distribuées, utilisant principalement des énergies renouvelables. La plupart des sites miniers se trouvent dans des zones reculées et seuls quelques-uns d'entre eux sont connectés au réseau électrique national, et encore, généralement par l'intermédiaire de longues lignes de transmission.

Il est donc logique de développer des micro-réseaux autonomes utilisant des énergies renouvelables (solaire et éolienne, et éventuellement de l'hydrogène dans un avenir proche), qui peuvent éliminer les limites de l'approche du réseau centralisé. Étant donné que les structures de micro-réseaux façonnent déjà la transformation du réseau, elles peuvent former le réseau électrique dans les sites miniers sans modification importante.

En outre, les infrastructures électriques et les coûts d'exploitation et de maintenance des sites miniers font largement appel aux moteurs diesel et aux générateurs, ce qui a un impact sur le coût de l'énergie. Les micro-réseaux miniers peuvent répondre à ces limitations tout en soutenant une transformation de l'énergie 100 % renouvelable.

La transformation du réseau électrique par l'intégration de sources d'énergie renouvelables, ainsi que la maturité des solutions de stockage de batteries et des technologies de véhicules électriques, ont accéléré l'électrification des mines. Alors que plusieurs machines électriques commerciales et véhicules à batterie sont déjà disponibles pour les mines, certains essais de véhicules à hydrogène sont également en cours pour les camions de gros tonnage sur les sites miniers.

Q : Pourquoi pensez-vous que le moment est idéal pour l'électrification, en particulier sur les sites miniers ?

R : Il s'agit probablement des progrès de l'électronique de puissance, qui est la technologie habilitante des systèmes d'énergie renouvelable et de transport électrique. Dans toutes les applications impliquant l'électronique de puissance, des topologies de circuit similaires utilisent des semi-conducteurs pour convertir l'énergie électrique afin d'effectuer des tâches spécifiques. Par exemple, dans une application de micro-réseau, un convertisseur bidirectionnel peut charger une batterie ou alimenter une charge électrique, et un convertisseur identique peut également charger la batterie d'un véhicule électrique lorsqu'il est à l'arrêt ou entraîner un moteur électrique (ou le commander en tant que générateur pendant le freinage) lorsqu'il est mobile. En outre, les progrès réalisés dans le domaine des commutateurs à semi-conducteurs (en particulier les spécifications des dispositifs à large bande interdite) ont permis de mettre au point des convertisseurs à haute densité de puissance (volumétrique et gravimétrique) à faible coût. Par conséquent, les produits matures de l'électronique de puissance sont naturellement devenus disponibles dans les équipements miniers.

Q : Quels sont les avantages offerts aux mineurs préoccupés par le coût de l'électrification de leur équipement ?

R : Nous ne pouvons pas sous-estimer la réduction des émissions de carbone en tant que facteur de changement des moteurs à combustion dans les équipements miniers. Cependant, je pense que le principal avantage de la conversion à l'électricité dans l'industrie minière réside dans les améliorations et les possibilités d'efficacité du système et de facilité de commande. Les moteurs diesel ont un rendement ne dépassant pas 35 % à charge nominale (au régime et au couple nominaux) et beaucoup plus faible à faible charge. Il convient de souligner ici qu'à faible rendement, une chaleur importante et des émissions élevées (particules diesel) sont également produites. Cependant, le rendement des moteurs et des entraînements électriques peut être supérieur à 80 % dans une large gamme de charges. En outre, dans l'industrie minière, le temps de service doit être optimisé. Les entraînements à moteur électrique présentent plusieurs autres avantages pour les mineurs, notamment une excellente insonorisation et de faibles vibrations, une fiabilité accrue, moins de composants mécaniques et une réduction des coûts d'entretien et de maintenance. En outre, les systèmes électriques facilitent la surveillance des activités minières pour le contrôle des processus et la détection des pannes, ce qui est essentiel pour les futurs sites miniers.

Q : Dans quelle mesure la requalification du personnel est-elle difficile après le début de l'électrification de la mine ?

R : C'est à la fois difficile et facile, mais surtout nécessaire. Tous les travailleurs de la mine n'ont pas besoin d'avoir le même niveau de connaissances sur l'Électrification. Au plus haut niveau, les propriétaires de mines doivent être convaincus de la valeur de l'Électrification, et doivent donc savoir comment fonctionne l'intégration globale. Les ingénieurs au niveau sol, quant à eux, doivent être formés sur un certain nombre de fronts, notamment l'électronique de puissance, les entraînements de moteur et les composants et la commande des systèmes de micro-réseaux. À l'université d'Adélaïde, nous formons déjà les étudiants pour qu'ils soient prêts à affronter ces nouvelles réalités électriques. C'est pourquoi nous avons mis en place une série de programmes destinés à aider la future main-d'œuvre dans ce domaine. Dans le cadre de ces programmes, nous avons développé des cours couvrant toutes les technologies modernes d'énergie distribuée. Nous avons également créé la banque de connaissances australienne sur le stockage de l'énergie, où nous partageons des plateformes de micro-réseaux modernes avec un stockage en batterie à l'échelle de l'utilité publique. En outre, nous dirigeons le programme d'électrification des mines du centre de recherche coopératif Future Batterie Industries en Australie, qui vise également à former l'ensemble de la communauté minière.