La Pétrolière Impériale améliore les inspections d’une grande mine grâce aux applications de terrain

Les sables bitumineux de Kearl sont situés à 70 kilomètres au nord de Fort McMurray en Alberta, au Canada. Exploitée par la Pétrolière Impériale, la mine est l’une des plus grandes exploitations minières à ciel ouvert du Canada, avec des ressources en bitume estimées à 4,6 milliards de barils. Comme pour tous les sites miniers, la gestion de la sécurité et de l’exploitation des bassins de décantation de Kearl est un aspect important des activités minières de la Pétrolière Impériale, car la rupture d’un barrage peut entraîner des dégâts environnementaux et des pertes économiques d’importance. Les bassins de décantation sont de grandes structures de barrage conçues pour retenir l’eau, l’argile, le sable et les résidus de l’extraction du bitume. Les ingénieurs de terrain contrôlent l’intégrité des bassins afin de s’assurer qu’ils respectent les spécifications de conception.

Grande susceptibilité à la perte de données

Jusqu’en 2019, les entrepreneurs de Kearl effectuaient et consignaient sur papier leurs évaluations sur le terrain. C’est une façon de faire qui a un coût : elle est analogique, et non seulement inefficace, mais relativement inutilisable pour l’analyse et la surveillance à long terme des infrastructures de Kearl, car les structures des bassins ont une durée de vie d’environ 15 ans.

Linh Duong, technologue en géosciences la Pétrolière Impériale, explique : « Au début, nous utilisions des cartes statiques en papier comme points de référence sur le terrain. Les informations de localisation étaient recueillies à l’aide de GPS. Nos entrepreneurs consignaient leurs observations sur papier, puis transcrivaient numériquement les résultats pour nos ingénieurs lorsqu’ils retournaient au bureau. » Les ingénieurs de la Pétrolière Impériale ont rencontré d’autres problèmes dans la surveillance de leurs infrastructures, à savoir le manque de capacités de recherche et de filtrage des données, le manque d’interactivité et d’affichage des données et la lourdeur du processus de tenue des dossiers (fig. 1). « Les risques de perte de données sont importants, et la mémoire joue un trop grand rôle dans la récupération des informations. Nous savions qu’il fallait améliorer les choses », déclare Linh.

Fig. 1. Localisation à l’aide de cartes physiques. Données manuscrites sur des formulaires papier. Tenue de dossiers et recherche ambigus.

Moderniser l’expérience

L’expérience de Linh en matière de SIG s’est révélée précieuse pour l’équipe de géomatique de six personnes nouvellement formée à la Pétrolière Impériale. Sachant que les SIG web peuvent contribuer à transformer les opérations sur le terrain et à améliorer le processus existant pour l’inspection des barrages du site de Kearl, Linh et son équipe ont décidé de suivre des séances d’information. Ils ont interrogé les ingénieurs de terrain de Kearl pour trouver un moyen de rendre les tâches de surveillance plus faciles et plus efficaces. Une liste de caractéristiques essentielles a été établie. Voici ce qui est ressorti des échanges :

1. Méthode de saisie des données numériques. Lâcher le papier!
2. Géodatabase pour préserver l’intégrité des données. Les opérations minières ont une longue durée de vie.
3. Cartographie mobile interactive. Des cartes numériques à consulter en déplacement qui permettent également d’explorer les données organisationnelles sur le terrain.
4. Une récupération efficace et une transmission simplifiée des données.
5. Des mises à jour en temps réel pour accélérer la prise de décisions.
6. Processus de rapport simplifié.
7. Solution à faible maintenance.
8. Intégrer le processus à l’interne et former les ingénieurs.

Heureusement, Linh et son équipe ont trouvé dans les solutions ArcGIS une correspondance parfaite aux demandes de l’équipe. Ils ont testé la convivialité et la facilité d’intégration aux flux de travaux de plusieurs applications ArcGIS. L’équipe a ensuite configuré les applications d’opérations sur le terrain en formulaires intelligents pour les appareils mobiles afin de remplacer leurs processus manuels de collecte de données. La période entre la collecte des données, les essais et la mise en service n’a duré que deux mois!

En utilisant conjointement ArcGIS Survey123, ArcGIS Dashboards et Collector (qui fait désormais partie d’ArcGIS Field Maps), les ingénieurs de Kearl ont pu intégrer leur solution d’application web mobile pour transmettre leurs rapports d’inspection aux équipes.

Fig. 2. Solutions d’applications web utilisant ArcGIS Survey123, Dashboards, Collector.

Inspections sur le terrain avec des formulaires intelligents

Pour faciliter le travail de collecte de données de la Pétrolière Impériale, l’équipe de Linh a configuré Survey123 pour produire une série de formulaires intelligents qui regroupent les pages de questions des formulaires papier originaux. Les questions étaient intuitives et étaient posées de manière à rendre la collecte de données efficace, notamment en ajoutant ou en enlevant des options en fonction des réponses précédentes.

« Nous pensons que l’attention particulière accordée à l’enchaînement des questions a rendu l’expérience plus agréable pour les utilisateurs. Dans notre cas, nous voulions nous assurer que les formulaires étaient logiques et que les questions s’enchaînaient les unes à la suite des autres », note Linh. « Étant donné que j’utilisais Survey123 pour la première fois à l’époque, j’ai trouvé plus facile et plus rapide de créer des formulaires à l’aide de l’interface glisser-déposer dans le concepteur web, puis d’utiliser Survey123 Connect sur l’ordinateur de bureau pour les personnaliser en tirant parti des fonctions de répétition et de calcul grâce à XLSForm. »

Une autre grande caractéristique de Survey123 Connect est la possibilité d’incorporer du JavaScript personnalisé pour mettre en œuvre des fonctions qui ne sont pas accessibles d’emblée, comme l’interrogation d’un service web externe pour obtenir des informations sur la météo actuelle, ce qu’a fait la Pétrolière Impériale.

Fig 3. Formulaires de surveillance et d’observation.

Pour créer un rapport plus compact et communiquer les données en contexte, les ingénieurs de Kearl ont utilisé des sous-formulaires d’observation intégrés aux formulaires de surveillance de premier niveau. Ceux-ci ont été reliés en fonction de la date du rapport et ont permis de recueillir des observations multiples ainsi que des types d’observation (construction, défaut, général, instruments).

Des documents de référence ont également été intégrés au formulaire pour faciliter la recherche. La possibilité d’extraire automatiquement les documents pertinents au fur et à mesure qu’un formulaire est rempli a été utile aux ingénieurs pour recouper les données et a permis de bien comprendre ce qui se passait sur le terrain. En outre, la fonction permettant de capturer des photos et des notes à partir de l’appareil mobile et de les joindre au formulaire a été incluse. Pour ajouter une couche de richesse aux données, toutes les photos sont marquées en filigrane avec le logo de l’entreprise et étiquetées avec un identifiant unique et des coordonnées de latitude et de longitude.

Tout regrouper

Alors, où vont toutes ces informations et comment sont-elles utilisées? Les ingénieurs de Kearl travaillent généralement sur place pendant 10 jours. Il y a une période de chevauchement entre les nouvelles équipes et celles qui partent; c’est à ce moment-là que les responsabilités de surveillance sont transférées. Pendant cette période, les ingénieurs échangent des informations en passant en revue leurs tableaux de bord. « Les formulaires intelligents que nous avons créés avec Survey123 ont automatiquement simplifié la production des rapports », souligne Linh. « Ces rapports sont affichés par ArcGIS Dashboards. »

Ces tableaux de bord fournissent aux utilisateurs un résumé interactif de toutes les activités enregistrées autour des bassins. L’équipe de Linh en a créé trois au total, chacun remplissant un objectif différent.

Tableau de bord n^o 1 – Observations sur le terrain

• Mise à jour instantanée au fur et à mesure que les données sont collectées sur le terrain.
• Dispose d’une carte, d’une fenêtre de pièces jointes (par exemple, pour les photos) et d’un indicateur des défauts.
• Option de filtre pour la personne qui collecte les données et la période de rapport.

Tableau de bord n^o 2 – Fermetures quotidiennes

• Permet aux ingénieurs de résumer les observations sur le terrain lorsqu’ils sont de retour au bureau après les travaux de surveillance sur le terrain.
• Permet d’effectuer les mises à jour par un formulaire intelligent Survey123 intégré qui renvoie à l’ensemble de données original recueilli sur le terrain.

Tableau de bord n^o 3 – Suivi des défauts

• Rappel des documents historiques et suivi de l’évolution d’une situation dans le temps.
• Facilite la prise de décisions quant à la pertinence de faire passer un problème à un niveau de priorité supérieur.

En résumé, Kearl utilise des tableaux de bord afin de procurer aux ingénieurs un accès à la demande leur permettant de collecter et d’examiner les données, ainsi que de faire le suivi des inspections sur le terrain actuelles et passées dans une application interactive sur le web. Pour simplifier davantage l’accès aux rapports d’inspection et aux résumés relatifs aux bassins de décantation, les trois tableaux de bord de Kearl ont été intégrés en une seule carte récit. Il s’agit d’une ressource précieuse pour les ingénieurs et les gestionnaires qui peuvent ainsi connaître rapidement la localisation de leurs actifs et de leurs inspections.

Lorsqu’un défaut est consigné au cours de leurs inspections, il est transmis à un groupe de réparation. Le processus est suivi en permanence et mis à jour dans le tableau de bord. Une fois les travaux de réparation terminés, les ingénieurs de Kearl procèdent à une nouvelle évaluation et à une mise à jour de l’état du défaut à l’aide d’ArcGIS Collector (Field Maps). L’application est centrée sur la carte pour aider les équipes d’évaluation à s’orienter et à localiser les actifs sur le site minier. Les photos prises pendant l’évaluation seront ajoutées à la même fiche de défaut, ce qui permettra de mettre à jour les tableaux de bord.

Construire sur les fondations

Après avoir évalué certains des avantages du passage à une solution d’inspection interne, la Pétrolière Impériale a découvert que les outils basés sur les SIG permettaient aux ingénieurs de gagner 15 % de temps, car ils n’avaient plus besoin de transposer les données sur papier. En outre, la vitesse à laquelle les données peuvent être récupérées est instantanée, alors qu’il aurait fallu un jour ou deux pour les trouver par le passé.

L’utilisation de la technologie SIG par la Pétrolière Impériale a permis aux ingénieurs d’inspection d’être plus productifs dans leur travail. L’équipe minière disposait ainsi d’une connaissance de la situation permettant une prise de décision plus rapide et plus efficace. La transformation numérique a permis aux équipes de se connecter les unes aux autres autour des données spatiales en temps réel et a généré une valeur ajoutée qui rendra l’exploitation plus sûre. La transformation a également touché l’équipe de la géomatique; Linh et son équipe s’appuient désormais sur les fondations qu’elles ont construites et aident les autres unités à numériser leurs opérations par les SIG.