fr.wedoany.com Rapport : L’équipe de Vale à Brucutu a développé et installé un système de mesure du taux d’aération des cellules de flottation auto-aspirantes, basé sur le principe de dispersion thermique et les technologies d’intelligence artificielle. Ce système permet de surveiller en temps réel le volume d’air insufflé, évitant ainsi les pertes de récupération des métaux dues à des anomalies dans l’alimentation en air.
La flottation est l’une des techniques les plus importantes du traitement minéralurgique, utilisée pour enrichir les minéraux à haute valeur ajoutée et séparer ceux de moindre valeur économique. Dans les cellules de flottation auto-aspirantes, l’alimentation en air dépend de la force d’aspiration générée par la dépression créée par la rotation du rotor. Cependant, ces équipements ne disposent pas d’informations sur le volume d’air entrant, qui est une variable clé pour le bon fonctionnement de la flottation et le taux de récupération des métaux. Pour relever ce défi, l’équipe de Vale à Brucutu a découvert, après des recherches, que les capteurs de débit calorimétriques utilisés dans les systèmes de réfrigération ne comportent pas de pièces mobiles susceptibles de se bloquer, ce qui les rend adaptés à une surveillance continue dans les conduites. En collaboration avec le groupe LT (Grupo LT), l’équipe a entamé la fabrication de prototypes et les tests. La première étape de la concrétisation du concept a consisté à concevoir une base pour le capteur, permettant de l’adapter au tuyau d’aération sans boulons, afin de faciliter son retrait pour nettoyage en cas de colmatage. L’équipe a finalement opté pour un support à collier de serrage, qui enveloppe le tuyau et crée une légère interférence de diamètre, permettant un démontage et un remontage rapides.
L’élément de mesure calorimétrique est installé verticalement sur l’axe de l’entrée du flux d’aération, afin de garantir une sensibilité optimale aux variations du volume d’air. Le signal analogique 4-20 mA est ensuite converti au standard numérique Profibus, pour être intégré aux systèmes d’automatisation de l’usine (tels que le système de supervision et la plateforme PI Vision). Les enregistrements de PI Vision montrent que toute perturbation de l’alimentation en air des cellules de flottation peut être détectée en temps réel. Grâce à l’intelligence artificielle, l’équipe a créé des algorithmes capables de détecter les écarts par rapport au comportement normal attendu. Lors d’une surveillance du fonctionnement du système, un colmatage dû à un débordement a presque réduit le flux d’air à zéro, et le système a détecté cette baisse en temps utile.
Ce système s’installe sans nécessiter de modifications structurelles du groupe de cellules de flottation. Il peut être rapidement démonté pour le nettoyage et le décolmatage, sans outil. Cette technologie permet d’alerter à l’avance les opérateurs et la salle de contrôle centrale en cas de baisse ou d’absence du débit d’aération, évitant ainsi les pertes de production de concentrés à haute valeur.
Le projet de Brucutu, mis en service le 5 octobre 2006, est considéré comme le plus grand projet intégré de mine et d’usine de traitement au monde en termes de capacité initiale, avec un investissement d’environ 1,1 milliard de dollars américains. Il est situé dans la municipalité de São Gonçalo do Rio Abaixo, à 93 km de Belo Horizonte. Après la mise en service du projet, environ 2 500 employés travaillaient sur des postes opérationnels fixes. Lors de la première phase, Brucutu produisait 12,2 millions de tonnes de minerai de fer par an ; la deuxième phase, lancée en 2007, a porté la production annuelle à 23 millions de tonnes ; en 2016, la capacité installée a atteint 30 millions de tonnes. En 2025, Vale a produit un total de 327,7 millions de tonnes de minerai de fer, le niveau le plus élevé depuis 2018. La production du système Sud a augmenté de 3,6 millions de tonnes, principalement grâce à la remise en service de trois lignes de traitement par voie humide à Brucutu et à la mise en service d’une quatrième ligne. L’usine de traitement et le système de chargement ferroviaire de Brucutu sont entièrement automatisés, permettant un recyclage de 80 % de l’eau nécessaire aux processus industriels, et utilisent ses résidus pour produire du sable.
