Bannir le risque d’étincelle explosive dans les mines souterraines

Mine souterraine
25 septembre 2013

Une ancienne technologie spatiale a été récemment déterrée pour réduire le nombre d’explosions et ainsi rendre les mines du monde entier plus sûres.

Loin sous la surface de la Terre, l’équipement minier ressemble à la plupart des autres machineries modernes – des écrans d’ordinateur montrent aux opérateurs ce qui se passe. Dans des circonstances normales, des écrans en verre seraient idéaux.

Mais dans une mine, « Le verre est un matériau difficile, parce qu’il casse trop facilement, » explique Johannes Koenig, un ingénieur du manufacturier d’équipement minier allemand Marco Systemanalyse und Entwicklung GmbH. 

Les écrans en plastique, néanmoins, présentent un gros inconvénient : ils accumulent une charge électrostatique à chaque fois qu’ils sont touchés, et peuvent potentiellement générer une minuscule étincelle comme celle qui se produit lorsque vous marchez sur une moquette puis touchez une poignée de porte en métal. 

Mine de cuivre

Dans une mine, une étincelle peut causer un désastre ; un tunnel rempli  d’un nuage de poussière de charbon ou de minerai n’est rien de moins qu’une explosion en attente de se produire.

C’est la raison pour laquelle les écrans en plastique résistant aux rayures doivent être protégés.

Les ingénieurs de Marco ont travaillé avec MST Aerospace via le Réseau de Transfert de Technologies de l’ESA pour trouver une solution. Avec l’aide de MST, ils sont rentrés en contact avec MAT PlasMATec GmbH à Dresde, en Allemagne, qui développait il y a des années des revêtements destiné au spatial.

« Nous avons vu que les revêtements développés par PlasMATec pour des véhicules spatiaux seraient une solution intelligente au problème minier de Marco, » déclare le Dr Werner Dupont de MST Aerospace.

Une seconde vie pour une technologie issue du spatial

Le véhicule spatial SOHO

L’expérience de PlasMATec avec les revêtements transparents remonte à avant la chute du mur de Berlin en 1989. L’ingénieur Andreas Mucha faisait partie d’une équipe datant de l’ère soviétique et pionnière dans l’usage de l’oxyde d’indium-étain (ITO – Indium Tin Oxyde) pour recouvrir les objectifs et les fenêtres de véhicules spatiaux.

Des revêtements similaires ont ensuite été utilisés sur le satellite SOHO de l’ESA pour le contrôle thermique de la charge utile qui pointe vers le Soleil, et sur le rétroréflecteur laser de Galileo.

Largement utilisé aujourd’hui pour les écrans à cristaux liquides, les écrans tactiles ou les cellules solaires, l’oxyde d’indium-étain peut être appliqué en une fine couche transparente. 

La Station spatiale Mir

Cette technique a été utilisée pour la première fois dans l’aérospatiale pour un appareil photo spatial construit par Karl Zeiss Jena pour le programme spatial soviétique. Grâce à l’appareil photo est-allemand MKF-6 à détecteur multispectre, l’équipage du Soyouz-22 prit près de 2500 photos de la Terre pendant les huit jours passés en orbite en 1976. Plus tard, un autre appareil photo MKF-6 fut monté sur Mir, la station spatiale russe.

Dr Mucha et ses collègues avaient recouvert l’objectif de la MKF-6 avec une très fine couche d’oxyde d’indium-étain – juste quelques centaines de nanomètres d’épaisseur – pour lui apporter une toute petite résistance électromagnétique.  Dans l’espace, le revêtement permettait à l’objectif d’être légèrement chauffé par un courant électrique afin d’éviter la condensation.

L’expérience acquise dans le spatial se révèle payante

Écrans de contrôle de la mine

L’expérience acquise par PlasMATec avec Mir leur a permis d’appliquer une couche transparente d’indium-étain à l’équipement minier de Marco.

“Nous avons recouvert leurs écrans en polycarbonate avec fondamentalement la même couche conductrice d’indium-étain que nous avions développé pour l’objectif de l’appareil photo spatial MKF-6,” explique Dr Mucha.

Le revêtement conducteur évite qu’une charge électrostatique s’accumule sur l’écran, supprime donc les étincelles – et le risque d’explosion souterraine. 

Minage en longue taille

“Un film conducteur permet de n’avoir aucune charge électrique – ou étincelle – si vous le frottez avec vos mains, » déclare Dr Mucha. « C’est un but différent de celui recherché pour le spatial, mais le même processus. »

MST Aerospace est le partenaire allemand du Réseau de Transfert de Technologies de l’ESA, mis en place par le Programme de Transfert de Technologies dans 13 pays européens pour permettre à des industries qui ne travaillent pas dans le secteur spatial de trouver des solutions parmi les milliers de technologies disponibles issues du spatial. 

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