Les accomplissements techniques abondent tandis que les vérins à traction de câble Enerpac soulèvent en toute sécurité d’imposants broyeurs de minerai de fer en Chine

Un système de levage à traction de câble Enerpaccapable de positionner en toute sécurité d’énormes charges avec une précision au centième de millimètre près est utilisée par le Groupe VDM lors de la construction d'une des plus importante mine de magnétite en Australie et d’installation de traitement.

Le projet Sino Iron Ore de 4 milliards USD de la CITIC Pacific Mining en Australie Occidentale implique 12 des plus importantes installations de traitement de minerai de fer jamais construites. Elle sont fabriquées en Chine et transportées démontées pour être placées avec précision sur leurs appuis à 21 mètres au-dessus du sol.

C’est la première fois que des installations de traitement de minerai de fer ont été fabriquées dans une usine en Chine et ont été transportées à l’international, voyageant par mer et par route, pour un montage rapide au point d’arrivée, à plus de 7000 km du point de départ, et permettant de gagner énormément de temps sur la fabrication sur site.

La première paire de broyeurs à boulets de 800 tonnes et d’autobroyeur de 1400 tonnes a été installée par le Groupe VDM au moyen de la technologie de levage de précision Enerpac selon un programme d’un an allant de janvier 2010 à janvier 2011, puisque l'énorme projet atteint une capacité initiale de construction de 27,6 million de tonnes par an à partir d’une ressource de plus de 2 milliards de tonnes de minerai de magnétite mesuré, indiqué et supposé. Plus d’installations pourraient être ajoutées ultérieurement puisque le site à 100 km de Karratha s’agrandit pour devenir l’un des minerais de fer les plus importants au monde. Le projet, détenu par la China Metallurgical Company, emploie 10 000 ouvriers pour sa construction, 800 pour l’exploitation et implique un important transfert de technologie, avec les équipes de conception chinoises et australiennes développant les installations qui traiteront le minerai de magnétite en un produit fini concentré et proposeront des produits à valeur ajoutée qui permettrontd'ouvrir la voie vers le développement de l'industrie de la magnétite dans le pays.

Les équipes australiennes et des Solutions Intégrées Enerpac ont déjà travaillé avec CITIC Pacific lors de la construction du stade olympique en « nid d’hirondelle » de Pékin. Le partenariat a utilisé la technologie du levage par traction de câble issue de la technologie mondiale Enerpac de prétension et de posttension constante ainsi que l’expertise de levage lourd utilisée lors du levage du sous-marin russe Kursk de 10 000 tonnes au fond de l’océan.

Systèmes de levage lourd

Les systèmes de levage lourd à traction de câble à commande synchronisée par PLC soulèvent des charges de milliers de tonnes là où l’accès est restreint, où le dégagement en hauteur est réduit ou quand une stabilité maximale est nécessaire. Les applications sont variées, de la mine, à l’énergie, des sites à terre ou off-shore, en passant par le positionnement d'armes dans les sous-marins, le positionnement de machines dans les tunnels et l'édification de ponts et de viaducs.

Le système à traction de câbles du Sino Iron Ore spécifié par le Groupe VDM pour CITIC Pacific et MCC Mining implique quatre vérins à traction de câble de 37 brins de 444 tonnes, avec rembobineur et systèmes de commande « Palm Tree » sur des structures préfabriquées en acier au-dessus de la position vers laquelle sont envoyés par route les broyeurs à boulets à partir du port de Cape Preston vers le broyeur dans la zone du concentrateur de Cape Preston en Australie Occidentale, à l’extrémité nord-ouest.

Le broyeurs voyagent de nuit pendant plusieurs nuits d’affilé à une vitesse de 1 km/h sur des transporteurs à plusieurs roues motrices avant d’être placés sous l’équipement de levage par traction pour être soulevés de 6 mètres au-dessus des transporteurs, puis abaissés de 6 mètres pour être positionnés sur le transporteur mobile à mouvement latéral avant de se placer sur les rails, après l’enlèvement du transporteur à plusieurs roues motrices.

Le transporteur mobile déplace donc les broyeurs de manière latérale selon une position adjacente aux tours de fondation sur lesquelles se trouvent les paliers à tourillon, où le système de levage par traction, activé à partir d’une autre tour de levage préfabriquée, les soulève et les abaisse dans leur position finale. Le levage par câble peut se soulever et s’abaisser à des vitesses allant jusqu’à un mètre toutes les neuf minutes, avec une commande unipersonnelle des nombreuses étapes à partir d’un écran PLC synchronisant l’action des vérins.

Les vérins comportent des vérins creux de grande capacité, des vérins à double verrouillage et des cales de serrage spécialement conçues. L'ensemble des vérins (chacun d’entre eux pouvant avoir une capacité de levage allant jusqu’à 1000 tonnes) est positionné directement au-dessus de la charge pour la tirer de manière sûre vers le haut sur des câbles à plusieurs torons pilotés par un système de verrouillage intégral.

Le système de levage de précision, suspendu à partir d'un châssis cadre stable et fixe, permet un contrôle complet à chaque étape du levage, au moyen d'un système de verrouillage et de levage contrôlé par PLC et à actionnement hydraulique capable de sécuriser la charge en toute position.

« La précision est essentielle à toutes les phases de l'opération, d'autant plus pour le positionnement des énormes broyeurs sur leurs paliers. Les levages nécessitent une technologie stable et très précise pouvant être actionnée de manière fiable en toute condition, y compris par des chaleurs extrêmes, fréquemment bien au-dessus de 40° Celsius, et en cas de vent violent », déclare M. Colin Chapman le directeur des solutions intégrées Enerpac. M. Chapman et Ray Paasila, ingénieur d'assistance technique Enerpac, ont aidé le technicien à contrôler les premiers levages par câble entrepris par le groupe VDM.

« Le groupe VDM a investit beaucoup de temps et d'énergie dans le rassemblement d'une équipe de travail. Cet investissement a été récompensé pendant le levage. Ils ont voyagé en Europe pour se former à la technologie et travailler en étroite collaboration avec Enerpac et le spécialiste mondial des Solutions Intégrées Enerpac, M. Antonia Lopez Pasteur, qui s'est rendu en Australie pour le premier levage », a indiqué M. Chapman.

« Le travail d'équipe s'est vu récompensé lors du premier levage quand, pendant le positionnement au-dessus des paliers, nous avons abaissé le broyeur à 0,6 mm de la position cible, comme requis par le personnel du fabricant du broyeur présent sur le site. Il s'agit d'une excellente réussite compte tenu que le broyeur pèse près de 800 t et que nous avons dû faire face à des vents ayant une vitesse estimée de 10 m par seconde au sommet de la fondation du broyeur.

« L'abaissement du broyeur sur les blocs d’ancrage constituait la partie la plus délicate de toute l’opération. Il n'y a qu’un jeu de 0,5 mm de chaque côté entre les blocs d'ancrage et la rainure du tourillon du broyeur.

« Le personnel de la CITIC Pacific et de Monadelphous impliqué nous a demandé de régler la position du broyeur par stades de 0,1 mm au moyen de quatre vérins manuels auxiliaires. Le groupe VDM s'est montré extrêmement compétent en abaissant le broyeur par étapes aussi petites que 0,2 mm tandis que le broyeur s'approchait de la position cible, surpassant de loin les spécifications initialement requises. « L'équipe sur le site a alors élevé les paliers de tourillon pour les mettre en contact avec les tourillons à chaque extrémité et soutenir le broyeur. Les berceaux ont alors été abaissés et l'éloignement du transporteur mobile a été préparé.

« C'était un processus extrêmement compliqué, exigeant une précision, une préparation et un travail d'équipe exceptionnels. Ce fut une extraordinaire réussite pour tous les partis impliqués.” Le levage par câble (issu du principe de post-tension du béton) est particulièrement utile lorsque les charges doivent être soulevées ou abaissées sur de longues distances ou quand les opérateurs ont besoin d'une stabilité maximale et d'un contrôle précis du processus de levage.

Chacun des éléments du levage par câble utilisé sur le projet est suspendu sur des câbles en acier au-dessus de la charge. Le câble en acier et en faisceau (le câble) passent au travers du vérin hydraulique de chaque élément de levage par câble. Chacun de ces vérins comporte une fonction de verrouillage intégrée actionnée à distance par une technologie de synchronisation PLC. Après l'allongement initial du vérin, cette dernière sert le câble tandis que le vérin se rétracte pour son prochain cycle puis se rallonge à nouveau pour répéter l'opération aussi souvent que nécessaire pour le travail.

En allongeant et en rétractant le vérin alors que le serrage est engagé, un mouvement de levage ou de rabaissement est obtenu. Un logiciel sophistiqué synchronise le mouvement des éléments de levage par câble et ajuste le mouvement aux charges selon le point de levage. Ce programme peut actionner et contrôler simultanément des douzaines de vérins à traction de câble. Pendant l'opération, toutes les charges et toutes les positions d'ancrage sont affichées sur l'écran de l'unité de commande.

« Du fait que plusieurs vérins puissent être déplacés à l'unisson et avec grande précision, des structures lourdes peuvent être assemblées au niveau du sol (pour un coût réduit et plus de sécurité) puis être soulevées en position, plutôt que de les construire en hauteur. Les grues traditionnelles et les autres méthodes de levage ne permettent pas ce niveau de précision, » déclare M. Chapman, qui a été impliqué dans certains des projets d'infrastructure et industriels les plus importants d'Australie, y compris des projets de pipeline, de chargeurs de ressources, de ports, des projets pétroliers, de levage lourd et de manutention de matériaux. Puisque les vérins à traction de câble sont directement situés au-dessus des points de levage de la charge, ils permettent non seulement une stabilité maximale, mais aussi une force de levage entièrement utilisable, plutôt qu'une force réduite lors de leur utilisation à partir d'une position décalée à l'extrémité d'un palonnier ou d’une flèche de levage. Conçu pour compléter les systèmes de levage par grue et autres, la capacité de levage maximale du système à traction de câble est déterminée par la capacité du câble plutôt que par la capacité abondante des vérins hydrauliques, qui sont des types déjà employés de par le monde avec une fiabilité hors du commun, indique Colin Chapman. « En théorie, il est possible d'utiliser un nombre infini de vérins à traction de câble simultanément pour obtenir une capacité de levage illimitée, avec un contrôle informatisé pour maintenir le mouvement synchronisé de tous les vérins. Mais en pratique, si nous utilisions 40 des vérins les plus importants utilisés en Australie à ce jour (chacun ayant une capacité de près de 444 t), avec un facteur de sécurité de 2,5 à 1, des charges de plus de 17 000 t pourraient être soulevées en toute sécurité avec une précision extrême.

Les projets de Solutions Intégrées Enerpac varient de par le monde du levage de bâtiments entiers et de ponts (y compris le Golden Gate Bridge) à la désolidarisation d’excavatrices dragline pour leur entretien et à la construction de plates-formes pétrolières.

Les projets récents inclus la construction du plus grand viaduc au monde, le viaduc de Millau dans le sud de la France qui, à 300 mètres, est le pont routier le plus haut du monde, deux fois plus haut que le sommet du Sydney Harbour Bridge et plus grand que la tour Eiffel.

Projet Sino Iron de la CITIC Pacific

Le projet Sino Iron de la CITIC Pacific Mining est un projet de magnétite à grande échelle de classe mondiale, le premier de ce type en Australie Occidentale. Il apporte une chaîne d’extraction nouvelle et innovante à ce pays et c’est le premier projet de minerai de fer à inclure un traitement en aval à grande échelle.

L’entreprise indique que le projet attirera l’expertise et les compétences en matière de traitement de magnétite de la Chine et d’autres leaders mondiaux dans ce domaine, offrant une fantastique opportunité à l’Australie de bénéficier de compétences et de technologies de traitement internationales.

Le projet Sino Iron sera une opération très technique à forte valeur ajoutée nécessitant une infrastructure de transport et de traitement considérable.

Le projet a accès à plus de deux milliards de tonnes de magnétite mesuré, indiqué et supposé et, lorsqu'il sera opérationnel, ce sera l'une des mines les plus importantes au monde. Il produira 27,6 million de tonnes par an d’un mélange de boulettes et de concentré.

Le produit final – la magnétite, en concentré et en boulettes – est très utile car il s'agit du matériau brut utilisé dans la fabrication de l’acier. Lors du processus de conversion, la part de dioxyde de carbone émise est beaucoup moins importante qu’avec d’autres matériaux, rendant la magnétite de plus en plus intéressante en ces temps de prise de conscience de l’aspect environnemental. Le projet Sino Rion de CITIC Pacific Mining représentera un revenu de près de 75 milliards AUD pour l’économie australienne pour les 25 années à venir.

Les dépenses de fonctionnement devraient dépasser 30 milliards AUD sur la durée de vie du projet et ce dernier génèrera un revenu à l’exportation d'au moins 3 milliards AUD par an. La mise en œuvre réussie de ce projet pourrait aussi faciliter les développements de projets de magnétite et de gaz importants aux alentours.

Le projet représente aussi un rapprochement important avec la Chine, resserrant les liens entre les gouvernements d’Australie Occidentale et de Chine, ce qui pourrait aussi motiver l’intérêt de la Chine pour d’autres investissements directs dans cet État ou dans le pays.