fr.wedoany.com Rapport : Le groupe brésilien J. Mendes a optimisé la conception de l’usine de filtration de son unité de Guariba grâce à la simulation numérique, réduisant le nombre de filtres de 10 à 6 par rapport au plan initial et ajustant le volume des cuves tampons, ce qui a permis de réduire considérablement les dépenses d’investissement.
Dans le contexte de l’industrie minière 4.0, la définition de la taille des actifs capitalistiques doit concilier précision et efficacité. Auparavant, le groupe J. Mendes utilisait des tableurs statiques basés sur la capacité moyenne pour planifier l’étape de filtration, ce qui ne reflétait pas la dynamique réelle de l’usine. Les outils traditionnels ne pouvaient pas prédire l’impact cumulé d’événements aléatoires tels que les pannes mécaniques, le nettoyage des toiles filtrantes et les arrêts préventifs, ce qui a conduit à une estimation initiale nécessitant 10 filtres de 120 m², un investissement important et potentiellement inutile.
Pour résoudre ce problème, l’équipe a décidé de développer un modèle capable d’exprimer mathématiquement la variabilité opérationnelle. Ils ont utilisé le logiciel FlexSim v25.2 pour créer un modèle de simulation à événements discrets de l’usine de filtration, remplaçant ainsi les tableurs statiques. Ce modèle intègre des distributions de probabilité pour simuler l’incertitude des débits et des temps de cycle, utilise une logique d’allocation dynamique pour décider en temps réel de l’ordre dans lequel les filtres reçoivent la pulpe, et insère des données de fiabilité telles que le MTBF et le MTTR pour simuler des scénarios de pannes réalistes.
La construction du modèle repose sur plusieurs règles : le débit du filtre s’ajuste dynamiquement en fonction des tonnes filtrées par mètre carré (TUF), la distribution de la pulpe suit le principe du « premier disponible », l’arrêt du pipeline de résidus se produit lorsque l’accumulation dans la cuve atteint la limite supérieure, l’arrêt complet de l’usine est illimité, les pannes ne surviennent que pendant l’état de fonctionnement de la filtration, chaque filtre effectue une maintenance préventive indépendante pour éviter les chevauchements, et les pompes sont modélisées comme des équipements non limitants afin d’analyser séparément les performances des filtres. Pour valider la faisabilité du modèle, l’équipe a testé les conditions de débit de 590 m³/h pour la première phase et de 1 039 m³/h pour la deuxième phase, basées sur la courbe de planification, et a effectué une validation croisée de la conservation de la masse et du débit avec des analyses indépendantes. Parallèlement, différents volumes de cuves tampons, allant de 850 m³ à 4 024 m³, ont été testés.
Les résultats de la simulation ont modifié la stratégie d’investissement du projet. Dans un scénario de pression opérationnelle, six filtres suffisent pour répondre aux besoins de la première phase, contre dix initialement prévus. Le volume optimal de la cuve tampon a été déterminé à 4 024 m³, inférieur au budget initial. La réduction de 40 % du nombre de filtres et l’optimisation des cuves ont permis d’économiser des millions de réais en achats d’équipements, en travaux de génie civil et en infrastructures électriques. De plus, le scénario utilisant six filtres de 140 m² avec un TUF de 1,5 pour la deuxième phase s’est avéré réalisable, garantissant la pérennité du projet sans nécessiter d’investissement supplémentaire immédiat.
Fondé en 1966 par l’entrepreneur José Mendes Nogueira, le groupe J. Mendes est en activité depuis plus de cinquante ans. Sa filiale Ferro+ Mining a une capacité de production annuelle de 5 millions de tonnes, et JNM Mining de 2 millions de tonnes. L’objectif du groupe est d’atteindre une production de 4,5 millions de tonnes de minerai de fer d’ici 2026.
