Système d'antenne intelligent corporel pour les mines souterraines profondes

1. Résumé du projet

Objectifs

L’objectif principal de ce projet de recherche est de développer une nouvelle classe d’antennes portables intelligentes, pour une utilisation optimale et efficace de la technologie du réseau sans fil (WBAN) dans les milieux de mines souterraines profondes pour maximiser la rentabilité et la sécurité des travailleurs et réduire les coûts opérationnels.

Résultats attendus et retombées escomptées

L’exploitation minière souterraine continue de progresser à des niveaux plus profonds afin de faire face à la crise de l’approvisionnement en minéraux du 21e siècle. Par conséquent, les mineurs font face à un environnement de travail extrêmement sévère causé par les conditions extrêmes de température et d’humidité, qui représentent à la fois un danger pour la santé et la sécurité des travailleurs. En plus, l’excavation et l’utilisation de puits profonds et de longs tunnels s’accompagnent de risques d’effondrement, d’incendie, d’explosion et d’air irrespirable en raison de la présence d’agents nocifs et toxiques. De ce fait, le processus de sauvetage pourrait être ainsi très risqué sans la détection fiable des informations de l’environnement minier avec une grande précision. Ainsi, les technologies de pointe qui peuvent améliorer la sécurité dans les mines souterraines doivent être développées, en particulier celles liées aux processus de surveillance et de détection. Récemment, les réseaux sans fil corporels (Wireless Body Area Networks) ont fait l’objet d’une attention particulière. Ils couvrent des scénarios dans lesquels plusieurs capteurs et actuateurs sont disposés sur ou à proximité du corps humain. Cette technologie est basée sur les réseaux sans fil qui interconnectent les nœuds de capteur, qui sont portables pour communiquer des signes vitaux et les paramètres environnementaux. Dans les applications souterraines minières, cette technologie peut être utilisée pour localiser les travailleurs dans des situations d’urgence et a la capacité d’agir comme un réseau qui pourrait envoyer des données de capteurs (telles que la fréquence cardiaque d’un travailleur minier, la température et les niveaux des gaz toxiques…) Au centre de commande en surface via des stations de base. Cependant, ces réseaux génèrent une grande quantité de données sensorielles. Pour surmonter les limites des réseaux existants et exploiter les mégadonnées générées, la future technologie 5G dans la bande millimétrique (28 GHz) est la technologie la mieux adaptée pour répondre aux exigences de sécurité et d’efficacité dans la mine profonde. D’autre part, le défi que pose l’environnement souterrain profond au regard des communications sans fil est lié au fait que les galeries minières sont caractérisées par des pentes, des courbes abruptes, des formes non canoniques ainsi que la présence des machines et des personnes qui constituent un milieu hostile à la propagation des ondes électromagnétiques, provoquant ainsi des zones hors ligne de vision dans les systèmes de communication sans fil. En plus, le corps humain (mineur) affecte considérablement la propagation radio en raison de ses paramètres tissulaires élevés (la permittivité et la conductivité électrique) aux fréquences micro-ondes.

2. Équipe de recherche

Équipe de recherche

3. Appel de propositions

Le projet est d’une durée de 3 ans et le montant total octroyé est de 381 000 $.