La nécessité de maximiser la récupération d'une ou plusieurs espèces utiles d'un gisement du cuivre, l'optimisation des consommations d'additifs dans le processus de traitement métallurgique, savoir où laisser les matériaux qui dans le futur pourraient être valorisés par une série de nouvelles opérations etc., conduit à adapter la planification minière aux caractéristiques géologiques et métallurgiques du gisement.Les unités géo-métallurgiques sont déterminées par une combinaison des principaux paramètres géologiques, type de roche, altération, minéralisation, etc. Chaque unité présente un comportement différent au processus de traitement métallurgiques avec des caractéristiques de récupération et de consommation d'acide bien spécifiques.D'une façon générale, on peut définir la planification de la mine comme un outil permettant de faire la liaison entre la géologie et la métallurgie, non seulement selon des paramètres économiques et de teneurs, mais aussi selon des paramètres géologiques et métallurgiques.Pour pouvoir construire le modèle géo-métallurgique ou géo-minier métallurgique (G.M.M) ainsi que mettre en oeuvre la catégorisation des ressources, nous avons utilisé des outils géostatistiquesLe fait de disposer d'un modèle G.M.M est d'une grande aide pour la définition de la fosse finale et la planification à long terme, soit simplement comme une première approche de la réponse du gisement au processus de traitement métallurgique, mais surtout pour optimiser les coûts et définir différentes alternatives pour maximiser la récupération du métal.Cette étude a été appliquée au cas du gisement stratiforme de Cu et Ag de Mantos de la Luna situé dans le Nord du Chili. Il comporte en particulier une comparaison entre l'approche traditionnelle et l'approche qui intègre le concept du modèle G.M.M. qui porte principalement sur les teneurs de coupure. Le concept G.M.M. peut donc influencer les décisions stratégiques comme les décisions opérationnelles.

La nécessité de maximiser la récupération d'une ou plusieurs espèces utiles d'un gisement du cuivre, l´optimisation des consommations d'additifs dans le processus de traitement métallurgique, savoir où laisser les matériaux qui dans le futur pourraient être valorisés par une série de nouvelles opérations etc., conduit à adapter la planification minière aux caractéristiques géologiques et métallurgiques du gisement.Les unités géo-métallurgiques sont déterminées par une combinaison des principaux paramètres géologiques, type de roche, altération, minéralisation, etc. Chaque unité présente un comportement différent au processus de traitement métallurgiques avec des caractéristiques de récupération et de consommation d'acide bien spécifiques.D´une façon générale, on peut définir la planification de la mine comme un outil permettant de faire la liaison entre la géologie et la métallurgie, non seulement selon des paramètres économiques et de teneurs, mais aussi selon des paramètres géologiques et métallurgiques.Pour pouvoir construire le modèle géo-métallurgique ou géo-minier métallurgique (G.M.M) ainsi que mettre en oeuvre la catégorisation des ressources, nous avons utilisé des outils géostatistiquesLe fait de disposer d´un modèle G.M.M est d'une grande aide pour la définition de la fosse finale et la planification à long terme, soit simplement comme une première approche de la réponse du gisement au processus de traitement métallurgique, mais surtout pour optimiser les coûts et définir différentes alternatives pour maximiser la récupération du métal.Cette étude a été appliquée au cas du gisement stratiforme de Cu et Ag de Mantos de la Luna situé dans le Nord du Chili. Il comporte en particulier une comparaison entre l'approche traditionnelle et l'approche qui intègre le concept du modèle G.M.M. qui porte principalement sur les teneurs de coupure. Le concept G.M.M. peut donc influencer les décisions stratégiques comme les décisions opérationnelles. / The present research work concerns the general field of mining project set-up and is aimed at developing a new approach in long term mine planning. The main objective of this work is to incorporate the geo-metallurgical concept to mine planning which is traditionally based only on economic criteria.The need to maximize the recovery of one or more useful elements of a copper deposit, the optimization of reagents consumption in the metallurgical process, to know where to leave the materials which may be valorise in the future by a series of new operations, etc.. lead to fit mine planning and metallurgical geological features of the deposit. The geo-metallurgical units are determined by a combination of the main geological parameters, rock type, weathering, mineralization, etc... Each unit has a different behaviour in metallurgical process with specific values of recovery and acid consumption.The set-up of the geo-metallurgical mining model (GMM) and the resources categorization were made using geostatistical tools.Having a GMM model is a great help for the definition of the ultimate pit and long-term planning, as well as in a first approach of the response of the deposit to metallurgical process, but also to optimize costs and establish alternatives to maximize metal recovery.This work is based on the practical case of the Mantos de la Luna stratabound Cu and Ag deposit located in northern Chile. It proposes a methodology for resources classification of this type of deposit and includes a comparison between the traditional approach and the approach that integrates the concept of the GMM model.

La demande mondiale en ressource minérale en général et celle du phosphate en particulier connait une forte croissance depuis plusieurs années. C’est dans ce contexte tendu que chaque industriel cherche à être pionnier et à réduire ses coûts afin d’assurer sa pérennité tout en étant soumis aux contraintes légales dans une perspective de développement responsable. Face à des enjeux comparables, plusieurs industries manufacturières se sont orientées avec succès depuis plusieurs décennies vers l’approche japonaise du Lean Management. C’est pour cette raison que nous avons réfléchi à proposer à travers ce projet de recherche une méthodologie pour le Lean Mining Responsable visant à améliorer l’efficacité et l’efficience de l’industrie minière. L’ensemble des méthodes, briques logicielles et concepts proposés dans cette thèse ont été construit à partir d’un retour d’expérience réalisé sur le système minier d’extraction du phosphate de l’axe centre de l’OCP SA. Nos travaux, réalisés sous la forme d’une recherche action, se caractérisent par des apports à 3 niveaux :Apports méthodologiques ; nous proposons la Méthodologie ASCI-LM pour évaluer l’impact sur l’organisation industrielle liés à la mise en place d’outils et de méthodes en contexte minier. Cette approche constitue un guide méthodologique permettant une recherche action dans le contexte de l’industrie minière. Ce guide méthodologique explique comment formaliser les modèles de connaissance (cartographie des flux) et comment imbriquer les modèles informatiques permettant d’évaluer informatiquement des scenarios organisationnels liés à des problèmes de coordination des activités en contexte minier.Briques logicielles pour l’aide à la décision ; l’interdépendance spatio-temporelle qui caractérise la chaîne minière, rend difficile la prédiction de l’impact de la décision prise. Ce point est un facteur-clé qui explique la démotivation de l’industrie minière à l’égard de la mise en œuvre du Lean Mining. Un système d’aide à la prise de décision pour l’industrie minière aura comme objectif de pouvoir reproduire la réalité et par la suite de tester l’impact de différentes décisions en prenant compte de : l’état du gisement, le programme de maintenance, la disponibilité des machines, les demandes à satisfaire… Les décisions prises dans le processus extractif auront comme impact sur : l’évolution des stocks de minerai, l’occupation des machines mobilisées, la satisfaction de la demande… Nous proposons deux briques logicielles dont la première porte sur la planification minière pour assurer un pilotage intégré de la mine et aider à la prise de décision dans un délai court. La deuxième brique logicielle que nous avons imaginée évalue / optimise les méthodes d’organisations industrielles de la mine lors de la constitution des « mélanges » de minerai ; le mélange de minerai constitue l’output commercialisable du système minier et qui est envoyé aux clients internes ou externes de la supply chain minière. Nouvelles méthodes d’organisation industrielle ; Nous avons proposé une méthode de constitution des mélanges de minerai qui change complètement celle utilisée actuellement. Cette dernière est basée sur une logique de nomenclature figée alors que nous proposons des nomenclatures dynamiques que nous avons appelés « blending dynamique ». Ces nomenclatures dynamiques visent à définir les mélanges optimaux qui varient au fil du temps en fonction des minerais extrait du chantier et de leur composition chimique. Malgré les réticences qui pouvaient y avoir pour adopter cette approche (ce qui est logique dans une organisation « historique »), les mineurs ont montré un grand intérêt vis-à-vis de l’approche qui a été validée sur le terrain et qui est même généralisable sur d’autres contextes. / Global demand for mineral resources in general, and phosphate in particular, has been growing strongly for several years. In this increased competitive environment, every industry seeks to be pioneering and to reduce its costs to ensure its sustainability while complying with new responsible development regulations. Faced with this kind of challenges, a number of manufacturing industries have turned to the Japanese Lean Management approach. With this in mind, we designed our research project to develop a Lean Sustainable Mining methodology aimed at improving the mining industry’s efficiency and effectiveness at the OCP-SA center axis phosphate mine. We first conducted a detailed review of the Lean Mining (LM) literature to assess how well such an approach had already been implemented, which points are directly relevant to the mine and which are not. We also reviewed the implementation methodologies and assessed how effectively they were used. This analysis highlighted multiple shortcomings including in relation to the methodological approaches, the software bricks for decision support systems, the industrial organization methods and adequate factoring in of all energy-related aspects.We first recommend applying the ASCI (Analyze, Specification, Conception, Implementation) methodology to LM in order first to identify all the steps upstream of development of the relevant knowledge model and then the associated action model. This phase was developed based on a thorough analysis of mine soil characteristics in order to build a robust knowledge base. This methodology was then applied to the Ben Guerir mine. We believe that this methodological approach will be found useful by other industries in their effort to switch to LM.Our next step was to construct a model based on discrete event simulation for short-term decision support of mine extraction planning. This model closely matches current extractive process operations (drilling, blasting, etc.) and takes into account all the constraints whether they be in relation to the field (geology, blocks, state of the initial system, distances, ...) or to the equipment (capacity differences, technical downtime, ...). Other considerations that we factored in include the decisions taken upstream of the chain (priority source layers, maintenance program, orders, among others). The model yields the following output: deposits blocks to be extracted in order to meet the demand defined over the planning horizon, the equipment Gantt to define the route to be taken by each piece of equipment and the cumulative feed curves for extracted source layers. The purpose is to extract material required by the downstream blending process, while avoiding any non-value added activities, and to improve overall chain performance.The phosphate industry needs to define the blends used to produce the ore qualities to be shipped to domestic and international customers. We have proposed a new method for optimal definition of these blends designed to replace fixed bills of materials by dynamic ones that change over time. Our "dynamic blending" model serves to define, based on available source layer stocks i) the feedings to be conveyed from the deposit to the stock and ii) the optimal quantities to be extracted from each layer while meeting the customer’s quality specifications charter. The purpose of this approach is to produce the right quality, preserve the phosphate-rich layers for the future, streamline stocks and ensure a connection between the pushed upstream flow (deposit) and the pulled downstream flow (definition of blends). / إن الطلب العالمي على الموارد المعدنية بشكل عام، والفوسفاط على وجه الخصوص، يزداد بسرعة منذ عدة سنوات. وفي هذا السياق الذي يعنى بمنافسة قوية بين الأطر الفعالة، يسعى كل مصنع الى أن يكون الرائد في مجاله، وأن يقلل من تكاليف الإنتاج من أجل ضمان متانته في إطار خضوعه لقيود قانونية تحت منظور التنمية المسؤولة. في إطار مواجهة قضايا مماثلة، انتقلت العديد من الصناعات التحويلية، بنجاح لعدة عقود، إلى تطبيق النهج الياباني Lean Management. ولهذا السبب، فكرنا من خلال مشروع البحث هذا في اقتراح منهجية من أجل Lean Mining مسؤول، هدفه تحسين كفاءة وفعالية صناعة المعادن. جميع الطرق والمنهجيات ومفاهيم البرمجيات المقترحة في هذه الأطروحة يتم بناؤها على أساس تجارب منجزة على نظام الصناعة المعدنية لاستخراج الفوسفاط للمحور المركزي لـ OCP-SA. يتميز عملنا، الذي تم تنفيذه على شكل بحث-عملي، بمساهمات على 3 مستويات:مساهمات منهجية: نقترح منهجية ASCI-LM لتقييم تأثير تنفيذ أساليب على المنظمة الصناعية المتعلقة بالصناعة المعدنية. هذا النهج هو عبارة عن دليل منهجي للبحث-العملي في هذا المجال، الذي يشرح كيفية إضفاء الطابع الرسمي على نماذج المعرفة (رسم خرائط التدفقات) وكيفية تضمين النماذج المعلوماتية التي تجعل من الممكن تقييم سيناريوهات تنظيمية تتعلق بمشاكل التنسيق بين الأنشطة في سياق الصناعة المعدنية.أسس البرمجيات لدعم اتخاذ القرار: إن الترابط الزمكاني الذي يميز سلسلة التعدين اللوجستيكية يجعل من الصعب التنبؤ بأثر القرار المتخذ. هذا الترابط يعتبر العامل الرئيسي الذي يفسر إبطاء صناعة التعدين فيما يتعلق بتطبيق ونهج سياسة Lean Mining. يهدف نظام دعم القرار الخاص بصناعة التعدين إلى إعادة إنتاج الواقع ومن ثم اختبار أثر القرارات المتخذة، مع الأخذ بعين الاعتبار: هيئة المنجم، برنامج الصيانة، توفر الآلات، المطالب الواجب تلبيتها ... القرارات التي اتخذت في سلسلة عملية الاستخراج سيكون لها تأثير على: تطور مخزونات المادة الخام، مدى استعمال الآلات المخصصة لذلك، و تلبية المطالب ... نقترح اسسين اثنين من البرمجيات: يتناول الأول تخطيط التعدين لضمان الإدارة المتكاملة للمنجم والمساعدة في اتخاذ القرار في وقت قصير. أما الثاني فيهتم بتقييم / تحسين أساليب التنظيم في المنجم أثناء تكوين "خليط" انطلاقا من المواد الخام؛ ويعتبر هذا الأخير الناتج النهائي القابل للتسويق في إطار النظام اللوجستيكي للتعدين، ويتم إرساله إلى الزبناء الداخليين أو الخارجيين لسلسلة التوريد.أساليب جديدة للتنظيم الصناعي: لقد اقترحنا طريقة لتكوين خليط من المواد الخام والتي تختلف تماما عن الطريقة المستخدمة حاليًا. وتستند هذه الأخيرة على منطق التركيبة الثابتة في حين أننا نقترح تركيبات ديناميكية أطلقنا عليها إسم "المزج الديناميكي". تهدف هذه التسميات الديناميكية إلى تحديد الخلطات المثالية التي تتغير بتغير الوقت، اعتمادًا على المواد الخام المستخرجة وتركيبتها الكيميائية. وبالرغم من الإحجام عن تبني هذا النهج (وهو أمر طبيعي في إطار تنظيم ذو أسس "تاريخية عريقة")، فقد أظهر عمال المناجم اهتماما كبيرا بالنهج المقترح والذي تم التحقق من مصداقيته في هذا المجال والذي من الممكن تعميمه في مجال صناعي آخر.