Une grande partie de l’avenir électrifié de l’industrie minière repose sur les progrès des technologies de charge.

Les développements dans les solutions de charge rapide, dynamique et hybride permettent aux véhicules électriques de batterie (BEV) de devenir une vue de plus en plus familière dans les mines souterraines et de surface. Technologie d’exploitationla société mère, Globaldatanote qu’il y a près de 400 BEV miniers en fonctionnement à l’échelle mondiale au premier trimestre de 2025.

Pour alimenter ces flottes, les grands mineurs explorent les technologies de charge innovantes pour l’efficacité opérationnelle et la réduction des émissions de carbone.

Cependant, l’interopérabilité entre les types de véhicules et les infrastructures de charge n’a pas encore été réalisée à grande échelle. Si les solutions de charge deviennent standardisées, les opérations entièrement électrifiées dans l’industrie minière mondiale peuvent devenir une réalité.

Solutions de charge rapide et dynamique

À mesure que les véhicules miniers s’éloignent du diesel et deviennent électrifiés, la vitesse opérationnelle reste une priorité pour les mineurs pour atteindre ou dépasser les objectifs de production et éviter les temps d’arrêt des actifs critiques – un besoin qui est satisfait par la charge rapide.

Ben Ting, directeur commercial d’Echion Technologies, confirme que «la référence de l’industrie pour la charge rapide est d’une heure sur une journée de 24 heures». Echion est un spin-out de l’Université de Cambridge et fournit des matériaux d’anode à base de niobium avec le soutien de l’investisseur stratégique Cbmmle plus grand mineur de niobium du monde.

Recherche constate que la charge rapide, la technologie la plus couramment utilisée dans les mines souterraines, permet des améliorations de la productivité en optimisant le calendrier des périodes de charge, comme lorsque les travailleurs sont en cas de shift.

Cependant, un défaut dans l’efficacité de la technologie de charge rapide est que les BEV restent généralement la papeterie pendant le processus de charge.

«Les BEV ultra-classe dans l’exploitation minière ont sur une valeur de mégawatt-heure (MWH) de batteries, et il y a beaucoup de préparation à les charger – stationner le camion, obtenir un gros câble, le connecter et le déconnecter en toute sécurité», explique Ting.

“Toutes ces choses additionnées prennent trop de temps dans les environnements de mines dynamiques où il est important de continuer à bouger tout le temps.”

Une autre méthode courante est l’échange de batteries, qui est l’échange d’une batterie épuisée contre une batterie entièrement chargée. Cependant, cela nécessite toujours des stations dédiées et un alignement soigneux de stationnement.

C’est là que la charge dynamique entre en jeu, chargeant les BEV pendant leur opération. Ceci est généralement réalisé en attachant des camions à une caténaire, dont le meilleur peut actuellement fournir 6 à 8 mage de puissance, selon Ting.

L’efficacité de charge varie également entre les tailles BEV. Hitachi Energy Global Transportation Segment Manager Bruce Warner précédemment dit Technologie d’exploitation Cette technologie de charge est assez mature pour les petits véhicules, mais pour les plus grands camions, «prendra du temps et de l’investissement pour le ramener à un état où il peut être largement utilisé», citant la charge dynamique comme une solution prometteuse.

Le gestionnaire ABB Global Emine Mining Solutions, Nic Beutler, dit Technologie d’exploitation que «tandis que la capitale frais ne peuvent pas être ignorés, ils deviennent plus faciles à justifier.

«La modularité et l’évolutivité sont des avantages négligés, car les mines n’auront pas à tout réviser à la fois. Ils peuvent commencer petit, prouver le concept et l’échelle progressivement à mesure que la flotte électrifie.»

En effet, les solutions de charge émergentes représentent actuellement un risque d’investissement initial, mais il existe des efforts pour développer et standardiser des solutions pour l’électrification de l’industrie en gros.

Facturer l’interopérabilité

Un obstacle clé à l’adoption accrue de l’industrie est le manque d’interopérabilité entre les technologies de charge, les infrastructures et les types de véhicules.

L’Association de l’interface de charge (Charin), qui promeut un système de charge combiné en tant que norme mondiale pour les véhicules électriques (EV), a collaboré avec le Conseil international sur les mines et les métaux (ICMM) sur ce goulot d’étranglement.

«Le résultat est une feuille de route claire structurée autour de trois technologies complémentaires», explique Daniela Soler, directeur de projet technique de Charin.

Ce sont le système de chargement mégawatt robuste (R-MCS) pour la charge statique de haute puissance; L’interface de charge dynamique (DCI), qui prend en charge la charge en mouvement; et le système de chargement de mégawatt extrême (X-MCS), destiné à la charge d’origine ultra-rapide du fabricant d’équipements d’origine (OEM) – Chargage agnostique pour les grands camions de transport.

Avec ces progrès, Charin cible «l’automatisation, la durabilité et l’évolutivité», mais l’interopérabilité reste la priorité absolue, explique Soler. «Les flottes minières sont diverses, souvent avec des équipements de plusieurs OEM, opérant sur différents sites dans différents climats. Si chaque OEM ou site nécessite son propre système de charge propriétaire, le coût, la complexité et le risque augmentent fortement.»

Le directeur de l’innovation de l’ICMM Bryony Clear Hill ajoute que «la normalisation soutient le déploiement de chargeurs de haute puissance et de systèmes de transfert d’énergie dynamique essentiels pour les grands véhicules miniers, en particulier dans des environnements exigeants.»

La numérisation est une autre pièce importante. Comme le souligne Beutler: «En ce moment, de nombreux systèmes de charge sont réactifs – branchez, facturer, puis passer à autre chose. Ce qui est nécessaire est une infrastructure plus intelligente qui est consciente de la planification des flotte, des charges de réseau électrique et un mélange de fournitures, même avec des entrées d’énergie renouvelable.»

À mesure que davantage de solutions de charge, à la fois numériques et physiques, deviennent disponibles pour les mineurs, il y a de plus grands chances de sursaturation sur le marché. Ting soutient que «la standardisation devrait venir après l’expérimentation. Malgré l’industrie minière qui veut une certitude de haut niveau, de nombreuses approches différentes devraient être testées pour ensuite zone sur ce qui devrait être la norme.»

Activité de l’industrie pour facturer l’innovation

Parallèlement aux initiatives plus larges, les grands mineurs ont poursuivi des projets pilotes et la charge rapide reste une avenue populaire.

Ting met en évidence le géant des mines australiens Fortescue en tant que leader dans ce domaine. À la fin de 2024, l’entreprise reçu Une subvention de 10 millions de dollars (6,48 millions de dollars) de l’Australian Renewable Energy Agency pour développer des chargeurs rapides de 6 MW pour les BEV lourds, s’appuyant sur ses prototypes précédents.

Dans le Pacifique au Canada, la mine Borden Gold de Newmont passe à la première mine souterraine tout électrique au monde – une mission rendue les stations de charge rapide et les systèmes de réticulation de puissance avec des lignes électriques supplémentaires et une alimentation d’un kilovolt.

Des solutions hybrides émergent également, permettant aux mineurs de profiter des avantages combinés d’une charge rapide et dynamique. Le PDG d’Elonroad, Karin Ebbinghaus, déclare qu’avec une meilleure charge, «il y a moins de besoins de grosses batteries, et donc les véhicules miniers deviendront moins chers, car les batteries sont souvent la partie la plus chère d’un véhicule». La société propose des bornes de recharge dynamiques pour les mineurs et estime que l’électrification de l’industrie est à 0,5%.

La charge hybride est «tout neuve pour l’exploitation minière», commente le ting. “Il y a beaucoup d’intérêt pour les essais, en particulier des petits mineurs, afin qu’ils puissent être des seconds déménageurs.”

Entre-temps, les principaux OEM continuent de repousser davantage de solutions de charge sur le marché. Plus récemment, à Minexpo 2024Caterpillar a dévoilé son système de transfert d’énergie dynamique, qui comprend un module d’alimentation, un système de rail électrifié et un système de machine pour transférer de l’énergie à un camion d’exploitation.

Également chez Minexpo 2024, Komatsu a présenté son premier camion à benne à benne électrique à batterie avec des capacités d’échange de batterie au niveau du sol et sa collaboration avec ABB sur le dispositif de connexion automatisé EMIN ™ Robot, qui connecte et déconnecte automatiquement les EV mineurs aux stations de charge.

«C’est une nouvelle façon de penser avec les nouvelles technologies, donc les tests dans différents environnements sont cruciaux», explique Ebbinghaus. «Dans un grand écosystème, les sociétés OEM et Grid Power doivent également être impliquées. Il s’agit de rassembler de nouvelles personnes pour la discussion, ce qui peut être un défi.»

Hill souligne que «le succès dans le développement des technologies de charge dépend de la collaboration entre les parties prenantes pour faire progresser l’électrification de l’exploitation minière».

Facturer l’avenir de l’exploitation minière

La facturation des progrès dans l’exploitation minière est sur une trajectoire ascendante, Ting affirmant que les solutions hybrides en particulier tiennent une promesse exceptionnelle.

«La plupart des mines fonctionneront sur un système hybride avec charge à bord», dit-il. «Il y a une réelle opportunité pour les sites de Greenfield dans la conception et la planification de la mine avec des infrastructures de charge à l’esprit dès le premier jour.»

Ebbinghaus concorde, exhortant les parties prenantes à continuer de s’appuyer sur les progrès réalisés jusqu’à présent. «L’industrie a déjà dépensé beaucoup de financement pour rechercher des opérations autonomes et électrifiées, et il est maintenant temps de les combiner et de se concentrer sur la charge des infrastructures.»

Bien sûr, les solutions de charge ne sont qu’une pièce du puzzle plus large de l’électrification minière et doivent se développer à côté d’autres solutions d’extraction d’énergie propre telles que les batteries et Sources d’énergie renouvelable à partir de microréseaux sur place.

«Les mines s’appuieront de plus en plus sur les calendriers de recharge prédictifs, le routage consacré à l’énergie et la coordination avec l’approvisionnement renouvelable», confirme Beutler.

Les progrès de l’industrie dans la charge pourraient également servir de plan pour d’autres secteurs tels que les ports et les rails lourds, comme le souligne Soler.

Charin s’attend à ce que les systèmes R-MC et DCI soient déployés dans les mines à court terme, avec des X-MC sur un délai plus long qui pourrait le voir rivaliser ou même dépasser le ravitaillement du diesel dans différentes industries.

“En fin de compte, la charge passera d’un défi technique à devenir un avantage stratégique, qui améliore la productivité, réduit les émissions et les opérations minières à l’épreuve des futurs”, conclut Soler.