These eyes of mine

Une mine d'information en vue

Des chercheurs de l'Université Laurentienne donnent un tour nouveau à la réalité virtuelle : ils utilisent des yeux technologiques pour mieux visualiser les dangers liés au travail dans quelques-unes des mines les plus profondes au Canada
31 janvier 2005
Voilà comment Peter Kaiser décrit le projet de recherche en cours à l'Université Laurentienne.
 

Cette approche, qui fait appel à la technologie de réalité virtuelle la plus avant-gardiste qui soit, permet aux ingénieurs de sonder les profondeurs souterraines et de recueillir des données qui les aideront à concevoir des mines et du matériel minier plus sécuritaires. Dans ces efforts visant à protéger les mineurs canadiens - dont la plupart travaillent dans des espaces exigus et sombres avec des appareils volumineux et bruyants -, les nouveaux yeux technologiques se révèlent d'une valeur inestimable.

« L'être humain est une créature visuelle. Il est fortement affecté par ce qu'il voit. Grâce à la réalité virtuelle, la science, qui n'était au départ qu'un exercice consistant à traiter des données, devient une expérience visuelle qui extrait une valeur de ces données », affirme Peter Kaiser, président de la Société de recherche appliquée en innovation minière et de réhabilitation (MIRARCO) de l'Université Laurentienne, qui abrite le Centre de technologie pour la science intégrée (CTSI).

Au laboratoire de réalité virtuelle du CTSI, à Sudbury, on est désormais capable de projeter sur un écran de trois mètres sur sept ce que voit un mineur de ses propres yeux. Ainsi, au lieu de traiter des données pour déterminer à quoi peut ressembler l'environnement d'un mineur qui doit partager un tunnel étroit avec une chargeuse-transporteuse, les chercheurs du laboratoire peuvent effectuer une visite virtuelle de la mine et analyser les lignes de visée d'un conducteur de chargeuse-transporteuse de n'importe quel angle.

L'amélioration des lignes de visée pourrait grandement contribuer à réduire le nombre d'accidents associés au maniement de matériel lourd sous terre. Selon la Mines and Aggregates Safety and Health Association, entre 1991 et 2001, les chargeuses-transporteuses ont été impliquées dans plus de 1 500 accidents qui ont fait 10 victimes. Travaillant de concert avec l'industrie, les chercheurs utilisent le laboratoire de réalité virtuelle du CTSI pour accroître la sécurité des chargeuses-transporteuses.

Sur une chargeuse-transporteuse, le conducteur s'assoit de profil, du côté gauche du véhicule, entre un énorme moteur arrière et un gros godet à l'avant. Lorsque le conducteur circule dans la mine, divers obstacles peuvent obstruer sa vue : les roches dans le godet, les montants de support de la cabine, les ailes des roues ou les coudes serrés des tunnels miniers. Les inspecteurs de sécurité attribuent cinq des dix mortalités impliquant des chargeuses-transporteuses à la faible visibilité dont disposait le conducteur.

Pour améliorer la situation et mieux comprendre les problèmes de visibilité du conducteur, les chercheurs ont mené une étude sur le terrain et interrogé des conducteurs de chargeuses-transporteuses. Ils sont ensuite descendus dans la mine pour prendre des mesures par laser. Toutes ces données ont été compilées et enregistrées dans le système de réalité virtuelle du CTSI afin de faire l'inventaire des endroits où la vue d'un conducteur de chargeuse-transporteuse était obstruée. Cette information a ensuite permis aux chercheurs de simuler les effets de différentes modifications apportées à la chargeuse-transporteuse sur les lignes de visée. La reconstitution d'un scénario mettant en scène une chargeuse-transporteuse modifiée a permis de tester des changements de conception sans avoir à investir des sommes pour des corrections réelles à l'équipement. En outre, les mêmes données peuvent être utilisées pour la formation en conduite sécuritaire.

Ces projets de recherche devraient avoir des répercussions majeures sur la sécurité des individus. Les chercheurs examinent les avantages que peut présenter l'utilisation de la réalité virtuelle comme outil de communication, par exemple pour permettre au groupe de contrôle en surface de voir ce que vit une équipe de secours en temps réel en situation urgence. En collaboration avec des sociétés minières, le CTSI a recours à la réalité virtuelle pour planifier et concevoir des mines entières, dont l'exploitation sera plus sécuritaire, moins coûteuse et plus efficace.

« La conception d'une mine est plus complexe que celle d'une ville », soutient Peter Kaiser. Avec des mines qui comportent souvent plus de 18 000 km de tunnels et une vaste affinerie, la majorité des entreprises peuvent tirer profit d'une approche virtuelle adaptée à leurs besoins très réels en matière d'exploration et de conception.

Retombées

Chaque jour, les Canadiens utilisent des produits extraits du sol. On compte plus de 100 communautés canadiennes, totalisant 600 000 habitants, qui dépendent directement de l'industrie minière. Ces chiffres confirment l'importance de l'exploitation minière sur le plan commercial. Le Canada possède l'un des secteurs miniers les plus importants au monde, qui produit plus de 60 minéraux et métaux. En 2003, la valeur totale des exportations minières canadiennes a atteint 6,6 milliards de dollars.

 

Aujourd'hui, les chercheurs de la Société de recherche appliquée en innovation minière et de réhabilitation (MIRARCO) de l'Université Laurentienne aident le Canada à rester à l'avant-scène de l'industrie minière mondiale en utilisant la réalité virtuelle comme outil pour aborder des enjeux tels que la sécurité, la conception de matériel, la planification minière et la gestion des risques.

Le Centre de technologie pour la science intégrée (CTSI) de l'Université Laurentienne est le seul laboratoire de réalité virtuelle au monde conçu spécifiquement pour l'industrie des ressources minérales. L'intérêt du laboratoire réside dans sa capacité à intégrer des fonctions mathématiques complexes de façon à permettre aux utilisateurs de visualiser l'information et de prendre des décisions à partir des observations obtenues, ce qui réduit le besoin de mener des essais empiriques coûteux. Ces mesures peuvent se traduire par des économies considérables pour l'industrie minière, où les coûts des projets s'élèvent souvent à des centaines de millions de dollars.

La taille et la complexité des projets miniers exigent aussi un travail d'équipe. La réalité virtuelle est une approche idéale pour amener diverses équipes techniques à travailler ensemble à des questions stratégiques et à trouver des solutions rapidement.

Néanmoins, il est aussi possible de trouver des solutions à l'extérieur du laboratoire. Le MIRARCO possède un groupe mobile qui peut aller dans des congrès et des salons professionnels. Les chercheurs sont aussi reliés à un centre de réalité virtuelle se trouvant dans un site minier éloigné; de cette façon, ils peuvent travailler directement et en interactivité avec les gens du milieu. Les sociétés minières font aussi appel à la réalité virtuelle pour expliquer des sujets complexes aux investisseurs. Ils peuvent ainsi faire valoir les possibilités d'investissement et susciter l'intérêt de leurs interlocuteurs.

« La réalité virtuelle et la visualisation collective sont des instruments puissants pour les décideurs qui recherchent des solutions pour simplifier les discussions concernant des problèmes complexes. Elle permet de voir les effets de diverses décisions, telles que l'adoption de règlements environnementaux ou la construction d'une nouvelle autoroute », précise Andrew Dasys, directeur de la mise en route pour MIRARCO.

MIRARCO procède actuellement à la mise en place d'installations de réalité virtuelle dans une université en Chine et elle prévoit ouvrir des installations comparables dans des centres miniers un peu partout au Canada ainsi qu'au Japon et en Suisse. On planifie aussi étendre la portée du CTSI à d'autres secteurs que les mines : génie, stockage de déchets radioactifs, surveillance de l'environnement, urbanisme, conception de matériel et même médecine.

Partenaires

La capacité de l'Université Laurentienne à susciter l'intérêt de chaque grande société minière du Canada — ainsi que celle de plusieurs jeunes entreprises d'exploration minière — confirme l'importance des travaux menés par Peter Kaiser et par son équipe en vue d'améliorer la conception et l'exploitation des mines.

Ce champ de recherche constitue un défi de plus en plus exigeant. Car plus les mineurs canadiens descendent profondément sous la terre, souvent à plus de 2 000 mètres, plus la masse rocheuse risque de céder violemment sous le poids écrasant de la terre qui se trouve au-dessus de leur tête. Cette forte pression peut provoquer de petites secousses appelées « coups de toit ». Déterminer les zones susceptibles de s'effondrer n'est qu'un des importants sujets de recherche de la Société de recherche appliquée en innovation minière et de réhabilitation (MIRARCO) de l'Université Laurentienne.

Ainsi, le géant minier Inco travaille conjointement avec les chercheurs de MIRARCO à mieux évaluer les risques miniers et la préparation aux situations d'urgence à Creighton, sa plus ancienne mine en activité. Par ailleurs, Goldcorp, l'une des sociétés d'exploitation aurifère les plus rentables d'Amérique du Nord collabore avec MIRARCO par le biais d'un laboratoire de réalité virtuelle relié à sa mine de Red Lake. Le laboratoire sert à l'exploration et à la planification minière. Dans l'avenir, il servira aussi à des simulations en vue d'optimiser la sécurité, la ventilation et les systèmes d'automatisation.