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  1. 1. F ruits des développements historiques de Coralis et bénéficiant de l’apport des technologies informatiques de “reporting” associées à SQL Server, ces systèmes d’information sur mesure sont analysés, développés et mis en place dans le cadre de l’acti- vité de sociétés de services en infor- matique de Coralis. Ces applications opérationnelles développées sous le “système Coralis” sont tout spéciale- ment dédiées aux unités de fabrica- tion pour lesquelles le processus d’extraction est étroitement lié à un processus de fabrication de produits “finis”. L’objectif est alors d’alimen- ter une usine ou un point de livraison par un flux de matières premières régulier en tonnage et en qualité. La particularité de ce type d’outils est de s’intégrer dans le processus d’extraction pour recueillir et archiver les données de production (analyses ou résultats) afin de faci- liter les futures prises de décision à court terme. Ces mêmes données alimentent également le processus décisionnel de l’entreprise. Elles permettent d’analyser la perfor- mance de l’outil de production et sa capacité à respecter le projet à moyen et long termes grâce aux comparaisons estimé-réalisé. Qu’est que le système Coralis ? Le système Coralis concentre dans un seul outil, dédié spécifiquement aux opérations de terrain (mines, carrières, centre d’enfouissement, foncier…), les fonctions de mani- pulation de cartes, de modélisation et de gestion de données que l’on rencontre habituellement, et de façon hétéroclite, dans différents progiciels du marché, tels que les systèmes d’information géographi- que, les logiciels de topographie, les logiciels miniers ou les systèmes de gestion de bases de données. 24 m&c n° 197, novembre 2012 informatique Systèmes d’information de pilotage de la qualité Des applications informatiques mises en œuvre sur des sites d’extraction sont conçues pour le pilotage de la qualité. Ce sont de véritables systèmes d’infor- mation intégrés au processus d’extraction qui com- pilent les résultats des applications de l’éditeur. Désormais, à l’instar d’un ingénieur en usine, l’ex- ploitant dispose directement sur son Intranet des différents tableaux de bord qui l’informent en temps réel de la marche des chantiers afin de lui faciliter les prises de décision à court terme. Coralis a développé un outil qui concentre les fonctions de manipulation de cartes, de modélisation et de gestion de données m&c
  2. 2. Les modèles numériques Toute action en mine ou en carrière consiste à découper le gisement en fonction de son contenu. Les modèles numériques ont pour objet d’enregistrer sur l’ordinateur d’une part le contenu du sous-sol et d’autre part le découpage de ce sous-sol par l’exploitation. Ces modè- les numériques sont perpétuellement recalculés selon divers algorithmes à partir d’informations collectées sur le terrain et gérées dans des bases de données. Le sys- tème Coralis est architecturé autour des trois modèles numériques suivants : • Les modèles de gisement. À partir de données de sondages, on calcule un modèle en blocs estimant le contenu du gisement. Ce modèle en blocs peut égale- ment contenir des distances de roulage qui sont gérées comme des teneurs pour la planification à court terme. Le système Coralis couvre également la modélisation du gisement à partir des sondages de développement pour la vérification annuelle des réserves. La gestion des réserves à long terme, qui précise ces fonctions, ne fait pas partie des opérations décrites dans cet article. Sur certains types de gise- ments, la géologie est modélisée de façon détermi- niste par des couches ou par des faciès cartographiés sur une série des sections verticales et de plans hori- zontaux. • Les modèles topographiques. Ces modèles surfa- ciques renvoient une altitude “z” pour chaque point de coordonnées (x, y). Ils sont dédiés au découpage en trois dimensions du sous-sol. Chaque portion de gisement exploitée est délimitée par deux surfaces topographiques successives qui caractérisent la situa- tion topographique du site entre deux dates. • Les modèles en partitions. Ces modèles à deux dimensions renvoient l’appartenance à un secteur (avancement élémentaire daté, parcelle cadastrale, tir…) ou à un faciès (carte géologique) pour chaque point de coordonnées (x, y). Ils sont affectés au découpage en deux dimensions du gisement. Chaque portion de gisement exploité est alors circonscrite par ses limites latérales, la fermeture verticale étant assu- rée par l’altitude des gradins ou des couches. La plu- part des applications calculent, par référence au modèle de gisement, le contenu de l’espace intersecté entre deux modèles topographiques. Les résultats de ces calculs, parfois très nombreux, sont gérés en base de données. Le système de gestion de données Le système Coralis fait largement appel à l’usage de bases de données centralisées afin de mémoriser les résultats d’analyses ou de calculs, les cartes et les modè- les numériques afin qu’en cours d’exploitation, l’opéra- teur ne soit pas astreint à manipuler une nuée de fichiers indépendants. La principale qualité d’un système de ges- tion de données réside dans sa capacité de travail sur un grand nombre d’informations avec des temps de réponse ou d’affichage quasi-instantanés. Le système Coralis de gestion de données fait appel à deux niveaux de stockage d’informations dialoguant de manière sécurisée et transparente pour l’opérateur : n° 197, novembre 2012 m&c 25 informatique • des données techniques à accès rapide stockées loca- lement pour lesquelles l’unité de gestion est le gise- ment ou le site d’extraction ; • des données sauvegardées et partagées en architec- ture client/serveur utilisées pour les opérations de reporting et d’aide à la prise de décision. Couche “décisionnelle” : Archive Site 1 Zone d’archivage des données par site Zone des données partagées entre les sites Reporting Réplication Site 1 Archive Site 2 Réplication Site 2 Archive Site n Réplication Site n
  3. 3. Couche “technique” (élaboration et mise à jour des données) : • espace consultation/saisie/modifi- cation des informations ; • préparation de méta-données pour les synthèses décisionnelles. Les fonctions d’une application dédiée au pilotage de la qualité L’objet d’un système d’information de pilotage de la qualité est d’organi- ser et de fédérer les flux de données issues de l’exploitation afin de pro- duire des synthèses permettant l’aide à la décision. Ce type d’application doit donc intégrer un certain nombre de fonctions de base qui proviennent soitdusystèmeCoralis,soitd’unlogi- ciel du marché1 . Ces fonctions inter- venant à différents stades du proces- sus d’extraction, il est important de gérerl’espaceàtroisdimensionspour la prise en compte du sol et du sous- sol, puis de classer les évènements dans le temps (on pourrait parler de quatrième dimension). Les quatre premières fonctions décrites ci-après sont dédiées à l’ac- tualisation des modèles numériques décrivant le gisement et enregistrant son découpage par l’exploitation en cours. Ensuite, trois opérations à court terme sont décrites ; elles uti- lisent les données des modèles numériques actualisés : • la planification des lots d’exploi- tation ; • le pilotage des chantiers et des stocks ; • le calcul des bilans miniers. Les explications qui suivent corres- pondent à une exploitation par gra- dins, mais ces principes de fonc- tionnement restent valables pour une exploitation sélective par cou- ches. La gestion des analyses La mémorisation de l’information géologique est fondamentale dans le métier des mines et des carrières. La fonction de “gestion des analy- ses” permet d’archiver en base de données toute l’information géolo- gique. Cette fonction assure la ges- tion de la masse d’informations constituée par les analyses issues des sondages de reconnaissance jusqu’à l’information ultime (échan- tillons à front ou analyse des trous de tirs) en passant par les sondages de développement. Associant le système de gestion des données avec le noyau graphique du système Coralis, la fonction de gestion des analyses offre toutes les facilités d’un système d’information géogra- phique (SIG) dédié qui travaille en vue, en plan et sur section : • les données d’un point d’analyse repéré sur la carte sont immédia- tement retrouvées ; • toute analyse consultée est auto- matiquement localisée sur la carte ; • toutéchantillonpointésurunesec- tion est immédiatement retrouvé. La facilité de navigation entre les informations numériques de la base de données et les informations car- tographiques permet à l’utilisateur d’accéder rapidement à l’analyse recherchée. La mise à jour de l’avancement La fonction de “mise à jour de l’avancement”, qui repose sur l’usage des partitions en secteurs, assure la localisation de la produc- tion et participe à sa traçabilité. Une carte est attribuée à chaque gradin d’exploitation sur laquelle sont car- tographiés les avancements. Cha- que avancement est pourvu d’une date de fin d’extraction et éventuel- lement d’attributs paramétrables. La 26 m&c n° 197, novembre 2012 informatique Figure 1. Gestion des sondages et des analyses en contexte de SIG Figure 2. Chaque avancement est muni d’une date et d’attributs paramétrables
  4. 4. géométrie de chaque secteur d’ex- traction, la date de fin du chantier et les attributs associés à l’avancement sont saisis par l’opérateur. La saisie est facilitée par l’utilisation du GPS qui enregistre les informations des levers de fronts. Partie intégrante du système Coralis, les cartes d’avance- ment et les informations associées (date, gradin, chantier, etc.) sont gérées en base de données. Partant de la topographie du ter- rain actuel correspondant au der- nier lever topographique de détail, et de la superposition des cartes d’avancement par gradin, le sys- tème Coralis calcule automatique- ment l’état topographique de l’ex- ploitation à n’importe quelle date. Cette facilité est particulièrement utile lorsqu’il s’agit d’obtenir une situation topographique à jour au cours des opérations de planifica- tion des lots d’exploitation et de calcul des bilans miniers. La cartographie des qualités réalisées La fonction de “cartographie des qualités réalisées” repose sur l’usage des partitions en faciès car elle car- tographie la qualité réellement extraite par gradin. L’opérateur s’aide du report des levers GPS des fronts. En effet, lors du lever des fronts, l’opérateur enregistre les ins- tructions de chargement générale- ment indiquées par des marques de peinture sur les fronts. Les fonctions d’affichage en vue, en plan et sur sections permettent à l’opérateur d’anticiper l’incidence des variations de qualité sur les éta- ges inférieurs. L’actualisation du modèle de gisement La fonction d’“actualisation du modèle de gisement” repose sur l’usage des bases de données conte- nant les analyses et les observations collectées sur le gisement avant extraction. Il peut s’agir de sondages traversant toute la formation exploi- tée, mais aussi d’informations por- tées par les gradins ou par les cou- ches : échantillons et observations à front, analyse des trous de tirs, etc. n° 197, novembre 2012 m&c 27 informatique Figure 3. De la mise à jour des qualités réalisées
  5. 5. Ces données sont en général gérées de manière spécifique car les pro- tocoles de collecte et de validation des données sont souvent particu- liers à chaque type d’exploitation. L’expérience de Coralis lui permet de couvrir à peu près tous les pro- tocoles usuels. La mise à jour et le contrôle des données se font en temps réel. Le plus souvent, le modèle de gise- ment est estimé par krigeage. Sa mise à jour est semi-automatique et rapide car limitée aux seuls blocs concernés par les nouvelles informations. Les systèmes de pondération visant à rendre les variables additives sont paramétrés dans la base de données. Dans le cas de modèles déterministes en couches, l’utilisateur dispose de fonctions graphiques d’ajustement. En complément des variables carac- térisant la qualité du minerai, l’opé- rateur peut définir un réseau de roulage en base de données. Par référence à ce réseau de roulage, chaque bloc se retrouve muni d’une distance de roulage. Cette distance sera traitée en planification des lots de la même manière qu’une teneur. Dans ce cas, l’opérateur sera en mesure de réguler la capacité de roulage exactement comme la qua- lité de la production. La planification des lots d’exploitation Un lot d’exploitation est une unité de production de quantité et de qualité fixées visant à alimenter un proces- sus industriel ou un point de livrai- son client (stock d’homogénéisation usine, bateau expédié…). La planifi- cation d’un lot couvre également tous les terrassements (accès et déca- page) préparant l’extraction des lots suivants. La topographie de départ étant automatiquement prise à la dernière date de saisie des avance- ments (cf. “mise à jour de l’avance- ment”). Les différentes qualités de minerai accessibles sont affichées par étage d’exploitation, et l’opéra- teur teste la composition du lot en désignant un ou plusieurs périmètres (les chantiers), sachant que seules seront extraites les qualités disponi- bles sur le gradin sélectionné. Cette méthode itérative prend en compte la contrainte d’exploitation entre gradins superposés. L’opéra- teur ne peut donc pas extraire une zone non décapée ou non libérée par l’extraction des niveaux supé- rieurs. Les simulations d’extraction sont réversibles et la mise à jour topographique est automatique (cf. “mise à jour de l’avancement”). À chaque itération, l’application cal- cule les tonnages par qualité et les teneurs du lot en cours de constitu- tion. Un lot peut être défini sur plu- sieurs gradins et sur plusieurs gise- ments avec cumul sur les différents chantiers. L’opérateur peut enchaî- ner plusieurs lots dans une même séquence. 28 m&c n° 197, novembre 2012 informatique Figure 4. Actualisation du modèle de gisement Figure 5. Planification des lots d’exploitation Figure 6. Rapport de remplissage des stocks
  6. 6. Le pilotage des chantiers et des stocks Cette opération est en grande partie réalisée grâce à une application entiè- rement développée sur mesure, car elle est tributaire d’une gestion des stocks souvent spécifique à chaque site : • les stocks tampons sont des stocks par qualité, situés en amont du point de sortie “mine” (en général, le concasseur pri- maire) ; • les stocks d’homogénéisation sont situés en aval du point de sortie mine. Leur qualité est gérée à la constitution, de préférence à partir des fronts d’exploitation. Les déri- ves de qualité sont corrigées à par- tir des stocks “tampons”, générale- ment beaucoup plus réactifs que les chantiers de l’exploitation. L’objectif essentiel du pilotage de la qualité est surtout d’éviter le pas- sage à zéro des stocks tampon. L’aide au pilotage de la qualité est assuré par une application dévelop- pée soit sous le système Coralis, soit sous le système de dispatch2 des camions, soit par une combinaison des deux. Les récolements et bilans miniers Le logiciel génère automatiquement les topographies à deux dates enca- drant la période de récolement choi- sie par l’opérateur. Pour y parvenir, il excave une fosse selon les dates des avancements et aux différents niveaux des gradins cartographiés (cf. “mise à jour de l’avancement”). Par référence au modèle de gise- ment, il calcule la production par qualités et par gradins dans la fosse ainsi définie. Si le modèle de blocs a été estimé à partir des sondages de développe- ment, le résultat obtenu acquiert le statut d’une “production estimée”. informatique Figure 7. Exemple de rapport de bilan minier n° 197, novembre 2012 m&c 29
  7. 7. informatique La société CoralisLe métier de Coralis consiste à optimiser la mise en valeur des gisements en four- nissant à l’exploitant le système d’informa- tion qui lui permet de contrôler les indica- teurs afférant : • à la réalisation de la production prévue ; • à la conformité avec les engagements liés à la qualité ; • à la pérennité des réserves. 1982-1988 Les origines du système Coralis. L’originalité de Coralis tient à un usage décentra- lisé de l’outil informatique sur les mines et les carrières en cours d’opération. Ce concept est né au CTM (groupe Pechiney) au début des années 1980. Il consistait à reconditionner pour un usage sur le terrain le logiciel développé et utilisé en bureau d’études pour estimer le gisement, optimiser et programmer l’exploitation au moment de l’étude de faisabilité. Ce supplément aux traditionnels dossiers et plans papier permettait au futur exploi- tant de conduire des actions à court terme sans risque d’affecter la durée de vie du gisement et, de ce fait, l’équilibre économique à long terme du projet. L’usage d’un logiciel sur le terrain était un concept très innovant à l’époque. Ce concept était porté par deux géostatisticiens, anciens élèves du professeur Georges Matheron, et déjà pourvus d’une expérience opérationnelle, l’un en exploitation et l’autre en prospection. Début 1988, la trame de ce qui allait devenir le système Coralis existait déjà. 1988-1994 La diversification informatique. En 1988, suite à l’arrêt des activités minières de Pechiney, cinq cadres reprennent les activités du CTM et créent la société Coralis. Au début, Coralis a tiré parti du caractère innovant de ses outils pour se diversifier dans l’aménagement du territoire. Cette diversification lui permet de compléter son expérience au sein de secteurs d’activité où la frontière culturelle entre le bureau d’études et le terrain était moins marquée qu’en mine. Cette période prend fin au milieu des années 1990 sous l’effet d’une concurrence beaucoup trop puissante en génie civil. Les activités de Coralis se cantonnent à nouveau au secteur de l’industrie minérale qui, heureusement, n’avait pas été négligé. 1995-2003 Recentrage sur le métier des mines et carrières. En 1995, Coralis recentre ses activités exclusivement vers le secteur de l’industrie minérale et développe de nou- velles applications orientées sur la gestion foncière des terrains à gisement. En parallèle, l’activité “Etudes” reprend fortement, surtout en carrière. Le marché des carrières s’étant ouvert en complément du secteur minier, Coralis s’installe défini- tivement dans les quatre activités qui sont encore les siennes à ce jour. Depuis 2003 Modernisation de l’outil de développement. Depuis 2003, tout le savoir-faire de Coralis est désormais disponible dans des composants Windows pouvant être assemblés pour former des applications opérationnelles : le “système Coralis”. En intégrant son propre système de développement, Coralis réduit le coût des systè- mes d’information sur mesure proposés à ses clients. Historique La société Coralis a été créée en 1988 par cinq cadres du Centre technique des mines (CTM), du groupe aluminier Pechiney, suite à la fermeture des exploitations des bauxites provençales. Elle exerce quatre activités à l’attention des professionnels du secteur des mines et des carrières : 1. consultant en évaluation des réserves et gestion des qualités de production ; 2. bureau d’études ; 3. société de service en informatique pour le développement sur mesure d’applica- tions opérationnelles ; 4. édition de progiciels métiers (sous-pro- duit de l’activité SSII). Stand Coralis sur l’exposition du congrès de la Sim en 2011 30 m&c n° 197, novembre 2012 Si le modèle de blocs a été estimé à partir de l’information ultime recueillie en cours d’exploitation, et enrichie par la cartographie des qua- lités chargées, le résultat obtenu acquiert le statut d’une “production observée”. Ces deux grandeurs servent à l’éla- boration des bilans miniers. Pour les industriels exploitant plusieurs sites, le fonctionnement en réseau pro- cure la communication de l’infor- mation sur l’Intranet de l’entreprise. L’utilisation en réseau et la produc- tion de rapports intégrant des tableaux, cartes et graphes, mis en forme et publiés grâce à la couche décisionnelle du système Coralis, confèrent à ces applications un véri- table statut de système d’informa- tion. Perspectives et exemples de réalisation Ce type d’application est depuis toujours le cœur de métier de Cora- lis. Depuis la création de la société, des systèmes d’information sur des exploitations en cours d’opération ont été mis en place sur des sites miniers tels que Taïba (1986, puis 2002), SNIM (1988), Friguia/Rusal (depuis 1990), CBG (1995) et plus récemment Touissit au Maroc ainsi que SLN et KNS en Nouvelle Calé- donie. Sur le territoire métropoli- tain, les systèmes de pilotage de la qualité sont en service dans des exploitations de minéraux indus- triels. Dans le contexte actuel de compéti- tion nationale et internationale, il semble naturel de penser que les entreprises de l’industrie extractive, qui optimisent la récupération des gisements autorisés en tirant le meilleur parti des qualités géologi- ques disponibles, disposeront d’un avantage concurrentiel. L’ambition de Coralis est de leur fournir les meilleurs outils de collecte et d’ana- lyse des données issus du terrain, de partage de l’information, afin d’at- teindre cet objectif. m&c Guy Donatini, Coralis (1) Coralis a signé un accord avec Acquire et s’interface avec les données des logiciels comme Gemcom, Surpac, DataMine, etc. (2) Logimine ou Modular, par exemple.

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