Les activités minières revêtent une importance capitale pour l'économie mondiale ; la quasi-totalité des activités industrielles dépendent en effet des minéraux et des métaux extraits du sol.
Cela comprend les métaux communs tels que le minerai de fer et le cuivre, les métaux précieux comme l'or, l'argent et le platine, et même les métaux des terres rares tels que le lutétium, le gadolinium, l'holmium et le cérium.
Ces opérations sont en elles-mêmes assez techniques et complexes ; elles nécessitent de grosses machines industrielles, des équipements spécialisés et des pièces de rechange.
Dans le secteur minier, la gestion des stocks consiste généralement à optimiser les niveaux de stock des équipements et des pièces de rechange afin de garantir un équilibre parfait entre le surstockage et le risque de rupture de stock de pièces de rechange essentielles.
Ce terme peut parfois désigner également la gestion des stocks de minerai brut lui-même, depuis son affinage jusqu'au produit final.
Que signifie le terme « stock » dans le secteur minier ?
Les stocks miniers couvrent deux domaines très distincts : d'une part, les équipements qui assurent le bon fonctionnement des opérations, et d'autre part, le minerai qui circule tout au long de la chaîne de valeur. Ces deux aspects sont essentiels ; ils nécessitent toutefois des approches de gestion totalement différentes.
Stock de maintenance (MRO)
Le matériel technique, les pièces de rechange et les consommables nécessaires au bon fonctionnement des équipements. C'est une gestion adéquate de ces éléments qui fait la différence entre une maintenance planifiée et des arrêts imprévus coûteux.
Produits bruts et stocks en vrac
Le minerai lui-même à chaque étape — depuis le tas de minerai brut tout juste extrait, jusqu’au concentré de cuivre raffiné ou au lingot d’or prêt à être expédié.
Gestion des stocks de maintenance
Dans le secteur minier, les stocks de maintenance désignent les équipements techniques, les pièces de rechange et les consommables.
Ce secteur est généralement considéré comme l'un de ceux qui mobilisent le plus d'actifs, en raison de l'ampleur considérable de ses activités, qui nécessitent généralement :
Équipement spécialisé
Excavatrices à roue-pelle, draglines, foreuses jumbo, foreuses de galeries
Matériel lourd en général
Camions de transport, bulldozers, foreuses, pelles mécaniques
Si l'on ajoute à cela le fait que les sociétés minières internationales répartissent leurs activités sur des dizaines de sites, parfois même sur différents continents, on comprend aisément que la gestion des stocks de maintenance constitue un défi majeur.
Pourquoi la complexité liée à la gestion de plusieurs sites aggrave le problème
Une seule entreprise minière internationale peut exploiter plus de 30 sites répartis sur plusieurs continents, chacun ayant ses propres fournisseurs OEM, ses délais de livraison locaux et ses exigences réglementaires.
C'est pourquoi la visibilité centralisée des stocks et la numérotation normalisée des pièces sur l'ensemble des sites constituent deux des capacités les plus précieuses, mais aussi les moins souvent mises en œuvre, dans la gestion MRO du secteur minier.
La duplication des pièces entre différents sites (une même pièce physique référencée sous quatre références différentes) est l'une des principales causes de surstock. Selon les estimations du secteur, 20 à 35% des stocks MRO du secteur minier contiennent des articles en double ou quasi-identiques.
Défis courants
Planification de la consommation
Les stocks de pièces de rechange sont gérés à grande échelle et les équipes chargées des achats et de la maintenance doivent planifier leurs besoins à l'avance afin de garantir la disponibilité des pièces.
Afin de mieux planifier ces opérations, les équipes chargées de la maintenance, de la gestion des actifs et de la fiabilité procèdent à un exercice de « prévision de la demande », généralement réalisé à l'aide d'un logiciel tel qu'un système EAM ou un logiciel de GMAO.
Ils s'appuient principalement sur des modèles mathématiques rudimentaires pour prévoir la demande future ;
Par exemple : un modèle de prévision simplifié
Voici à quoi ressemble, en gros, un modèle simplifié de cette prévision :
Si un volume de production de 100 tonnes nécessite 10 unités de matières premières, alors 200 tonnes nécessiteraient 20 unités de matières premières.
En réalité, les calculs sont bien plus complexes, mais la logique qui sous-tend les prévisions reste la même.
Comme on peut l'imaginer, il s'agit simplement d'une prévision mathématique qui ne tient pas compte de la complexité des opérations minières quotidiennes réelles.
Une prévision erronée, associée à la « crainte d'une rupture de stock », peut facilement conduire à un surstock de « produits invendus ».
De même, une prévision erronée peut également entraîner des « ruptures de stock » d'équipements miniers essentiels, ce qui peut se traduire par une prolongation des temps d'arrêt. Dans de rares cas, cela peut même entraîner la défaillance de l'équipement lui-même.
Accumulation de stocks invendus
Les excédents de matériaux restent indéfiniment en entrepôt, immobilisant ainsi le fonds de roulement et l'espace de stockage. Certains les pièces deviennent obsolètes avant même qu'ils ne soient utilisés.
Rupture de stock critique
Une pièce de rechange indispensable n'est pas disponible lorsqu'un équipement tombe en panne. Le temps d'arrêt se prolonge jusqu'à ce que la pièce puisse être trouvée, commandée en urgence et livrée — souvent à un coût de transport majoré.
Les lacunes des systèmes EAM et GMAO
La plupart des plateformes EAM et GMAO (SAP PM, IBM Maximo, Infor EAM) utilisent la logique « minimum/maximum » ou « point de réapprovisionnement » (ROP) comme méthode de réapprovisionnement par défaut. Ces règles sont souvent définies une seule fois lors de la mise en œuvre et rarement réexaminées, même si les taux de défaillance et les volumes de production évoluent au fil du temps.
Résultat : les paramètres de gestion des stocks, qui avaient été calibrés en fonction des volumes de production de 2018, continuent d'influencer les décisions d'achat pour 2025, sans qu'aucun mécanisme automatisé ne signale que ces règles ne correspondent plus à la réalité opérationnelle.
Analyse de criticité
L'un des principaux défis qu'une solution de gestion des stocks dans le secteur minier vise à relever est de « réduire au minimum les temps d'arrêt ».
~30%
McKinsey, 2022
Part moyenne du budget de maintenance perdue en raison de stocks excédentaires ou obsolètes
20–35%
Deloitte Mining, 2023
Durée moyenne annuelle des arrêts imprévus dans les grandes exploitations minières
140 heures
ABB / FEM, 2021
Sur ce temps d'arrêt, nombre d'heures imputables à la maintenance, aux réparations et à la révision (MRO) / à la disponibilité des pièces
environ 42 heures
ABB
Quand la production s'arrête, les coûts, eux, continuent
Dans les environnements industriels tels que le secteur minier, les pannes d'équipements sont fréquentes, et celles qui touchent des équipements critiques ont un coût élevé. Une panne d'un équipement critique peut facilement entraîner l'arrêt complet des opérations de l'ensemble du site de production.
Cela signifie que tous les coûts fixes et d'exploitation liés à cette installation minière continuent de s'accumuler – alors que le débit est nul –, ce qui a un impact direct sur le résultat net.
Type d'opération | Coût / heure | Référence | Base |
Grande mine de cuivre | $200K–$300K | Oliver Wyman, 2022 | Exploitation de plus de 100 kt/an |
Grande mine de charbon à ciel ouvert | $100K–$180K | Accenture, 2021 | Combiné thermique / cokéfaction |
Mine d'or (de taille moyenne) | $250K–$400K | EY Mining, 2023 | À un cours de l'or de $1 900/oz |
Terminal portuaire dédié au minerai de fer | $400K–$600K | Documents déposés par Rio Tinto et BHP | Terminal d'exportation en vrac |
Lithium / minerai utilisé dans la fabrication des batteries | $150K–$250K | WEF, 2023 | Spodumène / exploitation par saumure |
Cela signifie que tous les coûts fixes et d'exploitation liés à cette installation minière continuent de s'accumuler – alors que le débit est nul –, ce qui a un impact direct sur le résultat net.
Il est donc impératif que les équipes de maintenance, les gestionnaires d'actifs et les spécialistes de la fiabilité disposent d'une vision claire et fiable des pièces et des actifs qui sont essentiels.
Les évaluations de criticité sont réalisées à la fois au niveau d’un actif ainsi qu'un niveau des pièces de rechange, et se voient généralement attribuer une note comprise entre 1 et 10, 10 correspondant à un niveau très critique.
Ils sont évalués en fonction de leurs conséquences et des risques qu'ils présentent, tels que :
Il s'agit généralement d'un processus manuel, mené par les équipes chargées de la fiabilité et de la gestion du parc, avec la contribution des équipes chargées des opérations de maintenance et de la planification des achats.
Les limites de cette approche ;
Notation statique
Cela ne tient pas compte de facteurs dynamiques tels que les variations des délais de livraison des fournisseurs ou l'interopérabilité des pièces.
Dépendance d'expert
Ce processus prend beaucoup de temps et repose en grande partie sur les connaissances d'une seule équipe, souvent sans recoupement.
Les angles morts de l'obsolescence
Les pièces arrivant en fin de vie ou présentant un risque d'approvisionnement sont rarement signalées à temps.
Pourquoi les délais de livraison des fournisseurs changent la donne
Une pièce classée « Criticalité 6 » avec un délai de livraison de deux semaines présente un risque très différent de celui de la même pièce dont le délai de livraison est de 26 semaines lorsqu’elle provient d’un équipementier étranger.
Les modèles statiques de criticité tiennent rarement compte de cette distinction. Vous trouverez ci-dessous des fourchettes de délais de livraison types qui devraient être directement prises en compte dans les décisions d'approvisionnement :
| Catégorie de pièces | Délai de livraison habituel | Niveau de risque | Stratégie de stockage recommandée |
|---|---|---|---|
| Consommables (filtres, courroies) | 1 à 4 semaines | Faible | Quantités minimales et maximales dans le cadre d'un accord avec un fournisseur local |
| Pièces mécaniques standard | 4 à 12 semaines | Modéré | Seuil de réapprovisionnement (ROP) avec stock de sécurité |
| Composants spécifiques aux équipementiers | De 12 à 26 semaines | Élevé | Conservation sur site ; réévaluation annuelle en fonction du score de criticité |
| Pièces de rechange nécessitant un délai de livraison long | De 26 à 52 semaines et plus | Critique | Pièces de rechange pour l'assurance ; stock obligatoire, quel qu'en soit le coût |
Maintenance prédictive
Les progrès réalisés dans le domaine de la maintenance prédictive et la capacité à interpréter les données des capteurs ont permis aux équipes chargées de la gestion et de la maintenance des actifs de mieux cerner quels actifs sont susceptibles de tomber en panne et pour quelle raison.
Cette démarche vise généralement à hiérarchiser les tâches de maintenance avant qu'elles ne surviennent.
Cependant, ces données sont rarement prises en compte dans la stratégie de gestion des stocks, alors qu'elles pourraient facilement l'être.
Par exemple : si une machine, au cours de son utilisation quotidienne, atteint une température supérieure à un certain seuil, il est probable que cette surchauffe soit due à la défaillance d'un composant spécifique.
La surchauffe de cette machine en particulier est due à la défaillance de seulement deux pièces de l'équipement.
Une fois intégrées à la solution de gestion des stocks, ces données viendront compléter les informations relatives aux « besoins de consommation ».
Comment les données des capteurs doivent-elles être intégrées à la stratégie de gestion des stocks ?
L'objectif
L'objectif de la gestion des stocks dans le secteur minier est tout simplement de garantir :
Objectif principal
Réduire au minimum les temps d'arrêt, notamment ceux dus à l'« indisponibilité des pièces de rechange »
Objectif secondaire
Élimination des stocks invendus excédentaires
Stock de production et stock en vrac
Il s'agit des stocks relatifs au « produit » lui-même, à différentes étapes de son cycle de vie.
Le stock de minerai brut (« Run-of-Mine »), c'est-à-dire le minerai qui a été extrait du sol mais qui n'a pas encore été traité pour obtenir le produit final
Le produit final est soit le concentré de cuivre, soit le lingot d'or lui-même, qui attendent d'être expédiés au client final ou à un intermédiaire en vue d'un traitement ultérieur.
La gestion de la production et des stocks en vrac, tels que les réserves et le minerai brut, relève moins des difficultés logistiques et de la chaîne d'approvisionnement que de la gestion des mélanges et des stocks tampons.
L'objectif est de garantir que l'usine de transformation (les moulins) reçoive un approvisionnement régulier malgré la variabilité inhérente au sol.
La stratégie la plus cruciale est le « mélange pour assurer l'uniformité ». Les broyeurs sont calibrés pour un type et une dureté de minerai spécifiques. Si le minerai d'alimentation varie trop fortement, le processus de récupération chimique perd en efficacité, ce qui entraîne des pertes de minéraux se chiffrant en millions.
Pour y parvenir, les exploitants miniers gèrent plusieurs stocks de différentes teneurs (élevée, moyenne et faible), créant ainsi un « mélange sur mesure » qui permet à l'usine de fonctionner à des taux de récupération optimaux.
Une autre approche essentielle est la gestion des réserves, souvent qualifiée de « poumons » de l'exploitation. L'extraction et le traitement fonctionnent à des rythmes différents ; il est donc important de dissocier ces deux activités afin d'assurer la continuité indépendante des opérations.
Il peut donc arriver qu'un camion tombe en panne dans la fosse, ou qu'un concasseur soit mis hors service pour entretien. Des stocks stratégiques sont donc constitués entre ces différentes étapes afin de les dissocier les unes des autres.
Cela permet d'éviter qu'un arrêt de deux heures dans la mine n'entraîne un arrêt de l'usine, et inversement, qu'un arrêt de l'usine n'oblige la mine à interrompre l'extraction.
La ségrégation par teneur et la rotation des stocks sont utilisées pour éviter la « perte de minerai » ou la « dilution ». Le minerai à haute valeur n'est jamais mélangé à des stériles ou à des matériaux de faible qualité, sauf en cas de mélange intentionnel.
Les responsables appliquent également le principe « premier entré, premier sorti » (FIFO) pour certains minerais susceptibles de se dégrader ou de s'oxyder au contact de l'air, ce qui peut nuire au processus de flottation ou de lixiviation s'ils restent trop longtemps à l'air libre.
Mélange pour obtenir une consistance homogène
Plusieurs stocks de différentes qualités sont gérés et mélangés afin d'obtenir un « aliment sur mesure » homogène qui permet à l'usine de fonctionner à des taux de récupération optimaux.
Gestion des tampons
Des stocks stratégiques répartis entre les différentes étapes permettent de dissocier les opérations d'extraction et de traitement, protégeant ainsi chacune d'elles contre les interruptions subies par l'autre.
Séparation par niveau et rotation des classes
Le minerai à haute teneur n'est jamais mélangé à des déchets ou à des matières de faible valeur, sauf en cas de mélange intentionnel, ce qui permet d'éviter toute perte de minerai et toute dilution.
Méthode FIFO
Certains minerais qui se dégradent ou s'oxydent au contact de l'air sont traités selon le principe « premier entré, premier sorti » afin d'éviter toute interférence avec les opérations de flottation ou de lixiviation.
Approche de la gestion des stocks
La gestion des stocks de la réserve relève davantage d'une « science » ; d'un point de vue de la valeur, l'approche s'oriente davantage vers le rapprochement des stocks.
Les tas de matériaux en vrac étant volumineux et de forme irrégulière, il est impossible de les compter de manière traditionnelle. Les exploitations modernes ont donc recours à des drones équipés de LiDAR ou de systèmes de photogrammétrie pour créer des modèles 3D de ces stocks.
Cela permet d'obtenir un calcul de volume d'une grande précision qui, croisé avec les analyses en laboratoire de la teneur du minerai, permet à l'entreprise de communiquer la « valeur stockée » réelle des stocks aux parties prenantes et aux autorités fiscales.
| Méthode | Précision du volume | Heure du sondage | Coût par enquête |
|---|---|---|---|
| Estimation manuelle / visuelle | ±15 à 251 TP3T | Jours | Faible |
| Levé topographique traditionnel | ±5 à 10% | Des heures aux jours | Modéré |
| Drone équipé d'un système de photogrammétrie | ±1 à 3% | 30 à 90 minutes | Faible à modéré |
| Drone équipé d'un LiDAR | ±0,5 à 11 TP3T | 30 à 60 minutes | Modéré à élevé |
L'optimisation « de la mine à l'usine » constitue le cadre global qui relie tous ces éléments. Elle considère l'ensemble du processus – depuis le dynamitage dans la carrière jusqu'au produit fini – comme un système unique et intégré.
En ajustant la taille des roches lors du dynamitage (fragmentation), la mine peut réduire l'énergie nécessaire au concassage ultérieur, en tirant essentiellement parti des étapes d'entreposage pour optimiser les coûts énergétiques globaux et le débit.
Systèmes « de la mine à l'usine »
Les trois technologies M2M fondamentales
Systèmes de conception et de mise en œuvre de l'explosion
Ces outils assurent la « première étape du concassage ». Dans le cadre du M2M, le dynamitage ne sert pas seulement à déplacer la roche ; il vise également à la préparer pour le broyeur.
Logique opérationnelle : Le logiciel calcule la répartition optimale de l'énergie explosive en fonction de la dureté de la roche. Il utilise un système GPS de haute précision installé sur les foreuses afin de garantir que chaque trou soit foré exactement à l'emplacement indiqué par le modèle.
Systèmes d'analyse de la fragmentation
Ce sont les « capteurs » de la chaîne M2M. Ils mesurent le succès de la campagne.
Logique opérationnelle : À l'aide de caméras haute vitesse ou de systèmes LiDAR installés sur les pelles ou les convoyeurs, le logiciel utilise des algorithmes de détection des contours pour mesurer les dimensions de chaque rocher en temps réel.
Modélisation géométallurgique (le « modèle en blocs »)
Il s'agit de la base de données de référence. Elle ne se contente pas d'indiquer où se trouve le minerai, mais précise également comment celui-ci se comportera au sein de l'usine.
Logique opérationnelle : Un logiciel superpose des données métallurgiques (indice de travail de liaison, dureté, minéralogie) sur la carte 3D de la mine.
Les principaux acteurs et leurs programmes électoraux
| Entreprise | Plateforme / Logiciel principal | Objectif principal |
|---|---|---|
| Orica | BlastIQ | Le leader mondial du dynamitage. Son logiciel est axé sur l'optimisation numérique du dynamitage afin de garantir une fragmentation homogène qui réduit les incidents de « bourrage » des broyeurs. |
| Hexagon Mining | De la mine à la transformation (M2P) | Ils sont propriétaires de Split Engineering, la référence du secteur en matière d'analyse de la fragmentation. Leur suite logicielle relie directement la planification minière aux capteurs de traitement. |
| Metso Outotec | Geminex | L'accent est mis sur la partie « broyeur ». Ces systèmes offrent un contrôle avancé des processus (APC) qui ajuste les circuits de broyage en fonction des données relatives au minerai en provenance de la mine. |
| Dassault Systèmes | GEOVIA (Surpac/MineSched) | Spécialisée dans la modélisation 3D et la planification à court terme, cette entreprise veille à ce que le « mélange » de minerai adéquat soit livré à l'usine au moment opportun. |
| RPMGlobal | XECUTE | Un outil de planification à très court terme. Il gère le planning « en temps réel » des camions et des pelles mécaniques afin de garantir que l'usine ne soit jamais à court de matière première (gestion des stocks tampons). |
| Maptek | BlastLogic | Un système de haute performance dédié à la précision des explosions, qui compare les explosions « telles que prévues » aux explosions « telles que réalisées » afin d'identifier les causes éventuelles d'un défaut de fragmentation. |
Comment cela fonctionne : la « boucle de rétroaction »
Ces systèmes fonctionnent généralement selon un cycle continu impliquant trois services :
La fosse (forage et dynamitage)
À l'aide des logiciels Orica ou Maptek, les ingénieurs conçoivent un minage. Les capteurs installés sur les foreuses (système de mesure pendant le forage – MWD) détectent que la roche est plus dure que ne le prévoyait le modèle géologique initial. Le logiciel ajuste alors la charge explosive en temps réel.
Le Convoyeur (Fragmentation)
Au fur et à mesure que le minerai est acheminé vers l'usine, les caméras de Split-Engineering analysent les roches. Le système détecte que la teneur en « fines » (petites particules) est inférieure aux prévisions. Ces données sont immédiatement transmises au directeur de l'usine.
L'usine (contrôle des processus)
Le système reçoit l'alerte « faible finesse ». Étant donné que le broyeur devra fournir un effort supplémentaire pour broyer les roches plus grosses, le logiciel ralentit automatiquement la cadence d'alimentation et ajuste la consommation électrique du broyeur à boulets afin d'éviter un blocage du broyeur ou une surcharge du circuit.
En résumé
Les grandes entreprises comme Rio Tinto ou BHP ne les utilisent pas comme des outils autonomes. Elles les intègrent au sein d'un centre d'opérations intégré (IOC).
Ce logiciel fait office de source unique de référence, garantissant ainsi que le directeur de la mine ne soit pas récompensé pour avoir opté pour des « opérations de minage à moindre coût » si celles-ci entraînent pour le directeur de l'usine de traitement le double de dépenses en électricité et en usure des revêtements.
