Les exigences de production accrues dans tous les domaines de la manutention de matériaux en vrac nécessitent des améliorations d'efficacité de la manière la plus sûre et la plus efficace, au moindre coût d'exploitation. À mesure que les systèmes de convoyage deviennent plus larges, plus rapides et plus longs, une puissance accrue et un débit mieux contrôlé seront nécessaires. Face à des exigences réglementaires de plus en plus strictes, les dirigeants d'entreprise soucieux des coûts doivent soigneusement réfléchir aux nouveaux équipements et aux options de conception qui répondent à leurs objectifs à long terme pour un retour sur investissement optimal.
La sécurité pourrait bien devenir une nouvelle source de réduction des coûts. Au cours des 30 prochaines années, la proportion de mines et d'usines de traitement dotées d'une culture de sécurité élevée devrait augmenter au point de devenir la norme plutôt que l'exception. Dans la plupart des cas, les opérateurs peuvent rapidement détecter les problèmes inattendus liés aux équipements existants et à la sécurité au travail, par de simples ajustements mineurs de la vitesse des bandes transporteuses. Ces problèmes se manifestent généralement par des fuites importantes, une augmentation des émissions de poussières, des déplacements de bandes et une usure et des pannes d'équipement plus fréquentes.
De grands volumes sur le tapis roulant génèrent davantage de déversements et de matières volatiles autour du système, sources de trébuchements. Selon l'Administration américaine de la sécurité et de la santé au travail (OSHA), les glissades, les trébuchements et les chutes sont responsables de 15 % des décès au travail et de 25 % des demandes d'indemnisation pour accidents du travail. [1] De plus, des vitesses de bande plus élevées rendent les points de pincement et de chute sur les convoyeurs plus dangereux, car le temps de réaction est considérablement réduit en cas de contact accidentel avec les vêtements, les outils ou les membres d'un travailleur. [2]
Plus la bande transporteuse se déplace rapidement, plus elle dévie de sa trajectoire et plus le système de suivi du convoyeur a du mal à compenser ce phénomène, ce qui entraîne des fuites sur l'ensemble du trajet. En raison du déplacement de la charge, du blocage des rouleaux ou d'autres causes, la bande peut rapidement entrer en contact avec le châssis principal, arracher les bords et potentiellement provoquer un incendie par friction. Outre les conséquences pour la sécurité au travail, les bandes transporteuses peuvent propager le feu dans toute l'installation à des vitesses extrêmement élevées.
Les émissions de poussières constituent un autre danger sur le lieu de travail, de plus en plus réglementé. L'augmentation du volume de charge implique une augmentation du poids à des vitesses de bande plus élevées, ce qui provoque davantage de vibrations dans le système et dégrade la qualité de l'air avec la poussière. De plus, l'efficacité des lames de nettoyage diminue à mesure que le volume augmente, ce qui entraîne davantage d'émissions fugitives sur le trajet de retour du convoyeur. Les particules abrasives peuvent contaminer les pièces roulantes et provoquer leur grippage, augmentant ainsi le risque d'inflammation par friction et les coûts de maintenance et les temps d'arrêt. De plus, une qualité de l'air dégradée peut entraîner des amendes pour les inspecteurs et des arrêts forcés.
À mesure que les bandes transporteuses s'allongent et se accélèrent, les technologies de suivi modernes gagnent en importance. Elles permettent de détecter les moindres variations de trajectoire et de compenser rapidement le poids, la vitesse et les forces de dérive avant qu'elles ne surchargent le suiveur. Installés généralement tous les 21 à 50 mètres (70 à 150 pieds) sur les côtés retour et chargement, devant la poulie de déchargement côté chargement et la poulie avant côté retour, les nouveaux suiveurs haut et bas utilisent un mécanisme multi-articulations innovant. La technologie multiplicateur de couple avec bras capteur détecte les moindres variations de trajectoire et ajuste instantanément une poulie de renvoi plate en caoutchouc pour réaligner la bande.
Afin de réduire les coûts par tonne de matériaux transportés, de nombreuses industries adoptent des convoyeurs plus larges et plus rapides. La conception traditionnelle à fentes devrait rester la norme. Cependant, avec l'adoption de bandes transporteuses plus larges et plus rapides, les manutentionnaires de matériaux en vrac nécessiteront des mises à niveau importantes vers des composants plus robustes tels que des rouleaux, des cales de roue et des goulottes.
Le principal problème de la plupart des conceptions de gouttières standard est qu'elles ne sont pas conçues pour répondre aux besoins croissants de production. Le déchargement de matériaux en vrac de la goulotte de transfert sur un convoyeur à bande à déplacement rapide peut modifier le flux de matériaux dans la goulotte, provoquer un chargement décentré, augmenter les fuites de matériaux et le dégagement de poussières après la sortie de la zone de décantation.
Les dernières conceptions de bacs permettent de concentrer les matériaux sur la bande dans un environnement parfaitement étanche, optimisant ainsi le débit, limitant les fuites, réduisant la poussière et minimisant les risques courants d'accidents du travail. Au lieu de laisser tomber les poids directement sur la bande avec une force d'impact élevée, la chute des poids est contrôlée afin d'améliorer l'état de la bande et de prolonger la durée de vie des bases d'impact et des rouleaux en limitant la force exercée sur les poids dans la zone de charge. La réduction des turbulences facilite l'impact sur la chemise d'usure et la jupe, et réduit le risque de coincement de matériaux courts entre la jupe et la bande, susceptible de provoquer des dommages par frottement et l'usure de la bande.
La zone de silence modulaire est plus longue et plus haute que les modèles précédents, ce qui laisse le temps à la charge de se stabiliser, offrant plus d'espace et de temps pour ralentir l'air et permettre à la poussière de se déposer plus efficacement. La conception modulaire s'adapte facilement aux futures modifications des conteneurs. Le revêtement d'usure extérieur peut être remplacé depuis l'extérieur de la goulotte, évitant ainsi l'entrée dangereuse dans la goulotte comme sur les modèles précédents. Les couvercles de goulotte, dotés de rideaux anti-poussière internes, contrôlent le flux d'air sur toute la longueur de la goulotte, permettant à la poussière de se déposer sur le rideau et de retomber ensuite sur la bande en gros amas. Le système d'étanchéité à double jupe comprend un joint primaire et un joint secondaire en bande élastomère double face pour éviter les déversements et les fuites de poussière des deux côtés de la goulotte.
Des vitesses de bande plus élevées entraînent également des températures de fonctionnement plus élevées et une usure accrue des lames du nettoyeur. Des charges plus importantes approchant à grande vitesse heurtent les lames principales avec plus de force, ce qui accélère l'usure de certaines structures, accroît la dérive et augmente les déversements et la poussière. Pour compenser la durée de vie réduite des équipements, les fabricants peuvent réduire le coût des nettoyeurs de bande, mais cette solution n'est pas durable si elle n'élimine pas les temps d'arrêt supplémentaires liés à la maintenance du nettoyeur et aux changements occasionnels de lames.
Alors que certains fabricants de lames peinent à s'adapter à l'évolution des besoins de production, le leader des solutions de convoyage révolutionne le secteur du nettoyage en proposant des lames en polyuréthane haute résistance spécialement formulé, commandées et découpées sur site pour garantir un produit frais et durable. Utilisant des tendeurs à torsion, à ressort ou pneumatiques, les nettoyeurs primaires n'affectent ni les courroies ni les joints, tout en éliminant très efficacement les dérives. Pour les travaux les plus exigeants, le nettoyeur primaire utilise une matrice de lames en carbure de tungstène disposées en diagonale pour créer une courbe tridimensionnelle autour de la poulie principale. L'expérience terrain a démontré que la durée de vie d'un nettoyeur primaire en polyuréthane est généralement quatre fois supérieure à celle sans retension.
Grâce aux technologies de nettoyage de bande innovantes, les systèmes automatisés prolongent la durée de vie des lames et l'état de la bande en éliminant le contact lame-bande lorsque le convoyeur est à l'arrêt. Le tendeur pneumatique, relié au système d'air comprimé, est équipé d'un capteur qui détecte lorsque la bande n'est plus chargée et rétracte automatiquement les lames, minimisant ainsi l'usure inutile de la bande et du nettoyeur. Il réduit également les efforts de contrôle et de tension constants des lames pour des performances optimales. Résultat : une tension de lame toujours correcte, un nettoyage fiable et une durée de vie prolongée des lames, le tout sans intervention de l'opérateur.
Les systèmes conçus pour parcourir de longues distances à grande vitesse n'alimentent souvent en électricité que des points critiques tels que la poulie de tête, négligeant ainsi l'efficacité des « systèmes intelligents » automatisés, des capteurs, des éclairages, des accessoires ou d'autres équipements installés le long du convoyeur. L'alimentation auxiliaire peut être complexe et coûteuse, nécessitant des transformateurs, des conduits, des boîtes de jonction et des câbles surdimensionnés pour compenser les inévitables chutes de tension sur de longues périodes de fonctionnement. L'énergie solaire et éolienne peut s'avérer peu fiable dans certains environnements, notamment dans les mines. Les exploitants ont donc besoin de méthodes alternatives pour produire de l'électricité de manière fiable.
En connectant un microgénérateur breveté à une poulie de renvoi et en exploitant l'énergie cinétique générée par une courroie en mouvement, il est désormais possible de surmonter les contraintes de disponibilité liées à l'alimentation des systèmes auxiliaires. Ces générateurs sont conçus comme des centrales électriques autonomes, adaptables aux structures de support de poulies de renvoi existantes et compatibles avec pratiquement tous les rouleaux d'acier.
La conception utilise un accouplement magnétique pour fixer une butée d'entraînement à l'extrémité d'une poulie existante correspondant au diamètre extérieur. Le cliquet d'entraînement, entraîné en rotation par le mouvement de la courroie, s'engage avec le générateur via des pattes d'entraînement usinées sur le carter. Les supports magnétiques empêchent les surcharges électriques ou mécaniques d'immobiliser le rouleau ; les aimants sont alors détachés de la surface du rouleau. En positionnant le générateur hors du trajet du matériau, cette nouvelle conception innovante évite les dommages causés par les charges lourdes et les matériaux en vrac.
L'automatisation est la voie de l'avenir, mais avec le départ à la retraite du personnel de service expérimenté et l'arrivée de jeunes travailleurs confrontés à des défis uniques, les compétences en matière de sécurité et de maintenance deviennent plus complexes et cruciales. Si des connaissances mécaniques de base restent requises, les nouveaux techniciens de service ont également besoin de connaissances techniques plus avancées. Cette division du travail compliquera le recrutement de personnes polyvalentes, ce qui encouragera les opérateurs à externaliser certains services professionnels et rendra les contrats de maintenance plus fréquents.
La surveillance des convoyeurs liée à la sécurité et à la maintenance préventive deviendra de plus en plus fiable et répandue, permettant aux convoyeurs de fonctionner de manière autonome et d'anticiper les besoins de maintenance. À terme, des agents autonomes spécialisés (robots, drones, etc.) prendront en charge certaines tâches dangereuses, notamment dans les mines souterraines, le retour sur investissement lié à la sécurité constituant un argument supplémentaire.
À terme, la manutention peu coûteuse et sûre de grands volumes de matériaux en vrac entraînera le développement de nombreuses nouvelles stations de manutention semi-automatisées, plus productives. Les véhicules autrefois transportés par camions, trains ou barges, ainsi que les convoyeurs terrestres longue distance qui acheminent les matériaux des mines ou carrières vers les entrepôts ou les usines de traitement, pourraient même impacter le secteur des transports. Ces réseaux de traitement longue distance à haut volume sont déjà implantés dans certaines zones difficiles d'accès, mais pourraient bientôt devenir monnaie courante dans de nombreuses régions du monde.
[1] « Identification et prévention des glissades, des trébuchements et des chutes » ; [1] « Identification et prévention des glissades, des trébuchements et des chutes » ;[1] « Détection et prévention des glissades, des trébuchements et des chutes » ;[1] Reconnaissance et prévention des glissades, des trébuchements et des chutes, Administration de la sécurité et de la santé au travail, Sacramento, Californie, 2007. https://www.osha.gov/dte/grant_materials/fy07/sh-16625-07/slipstripsfalls.ppt
[2] Swindman, Todd, Marty, Andrew D., Marshall, Daniel : « Principes fondamentaux de la sécurité des convoyeurs », Martin Engineering, section 1, p. 14. Worzalla Publishing Company, Stevens Point, Wisconsin, 2016 https://www.martin-eng.com/content/product/690/security book
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