Une nouvelle technologie de caméra pourrait révolutionner pla

Un trio danois de partenaires développe des caméras hyperspectrales à très haute résolution capables de déterminer la composition chimique des déchets plastiques et des différents additifs. La technologie aura un impact énorme sur le futur recyclage des plastiques.

Université d'Aarhus

Aujourd'hui, le plastique est difficile à recycler car les déchets plastiques sont un méli-mélo de nombreux types de polymères avec des compositions chimiques différentes ainsi que différents additifs tels que des colorants et des inhibiteurs de flamme qui confèrent à un produit plastique ses propriétés spécifiques.

Grâce à une subvention de 7,9 millions de DKK du programme Grand Solutions du Fonds d'innovation du Danemark (budget total de 11,3 millions de DKK), l'Université d'Aarhus (AU), l'Université du Danemark du Sud (SDU) et la société Newtec Engineering A/S ont lancé un projet de développement d'un une technologie de caméra unique qui facilitera grandement le recyclage des matières plastiques.

L'objectif est de développer une caméra hyperspectrale haute résolution avec une plage spectrale d'environ 400 nm à 1 900 nm et une résolution souhaitée de seulement 2 nm.

« C'est un objectif extrêmement ambitieux pour cette technologie, qui impose des exigences strictes aux composants optiques de la technologie de la caméra. Outre une résolution exceptionnellement élevée, nous visons également à optimiser l'optique de la caméra pour les spectres lumineux qui sont cruciaux pour l'analyse des plastiques. Nous réaliserons cette partie en collaboration avec les principaux experts en optique de SDU et de Newtec qui possèdent une expertise unique dans le développement de caméras », déclare le professeur associé Mogens Hinge du département de génie biologique et chimique de l'université d'Aarhus.

Mogens Hinge et le groupe de recherche Plastics and Polymer Engineering dirigent le projet et ont déjà démontré que la technologie des caméras hyperspectrales peut révolutionner le recyclage des plastiques. Plus la résolution est élevée et la zone spectrale plus large de la caméra hyperspectrale, mieux c'est.

L'objectif du nouveau projet, qui s'appelle la nouvelle technologie de caméra hyperspectrale pour l'identification des matériaux, NewHC, est une résolution spectrale et une plage suffisamment élevées pour que la caméra révèle les retardateurs de feu et les pigments indésirables dans le plastique qui peuvent être interdits ou nocifs, de sorte que ils peuvent être retirés avant le recyclage.

"Il est important que nous séparions les plastiques en fractions aussi pures que possible si nous voulons augmenter le taux de recyclage. Une pureté d'au moins 95 % dans les fractions de plastique est actuellement requise ; de préférence plus élevée. Pour cette raison, nous visons à automatiser rapidement et une reconnaissance efficace du plastique avec cette technologie. En faisant cela, nous espérons pouvoir repousser les limites du futur recyclage des déchets plastiques et ainsi réduire le besoin de fabriquer de nouveaux plastiques », déclare Bjarke Jørgensen, responsable de la recherche et du développement chez Newtec Engineering A/ S

La nouvelle technologie de caméra sera développée par le groupe de recherche Plastics and Polymer Engineering (AU), NanoSyd (SDU), qui est internationalement reconnu pour la recherche en optique, et Newtec Engineering A/S, qui est le fabricant de machines leader sur le marché spécialisé dans technologie de caméra avancée.

Une fois la technologie développée, elle sera installée dans une usine de tri des déchets spécialement construite en collaboration avec Newtec Engineering A/S.

"Nous allons développer un type unique de caméra hyper-spectrale avec une résolution spectrale étonnante. Et en utilisant une analyse spatio-spectrale des signaux que nous développons pour être basée sur l'intelligence artificielle, nous prévoyons de repousser les limites avec en ce qui concerne la détection des additifs dans les déchets plastiques », déclare Mogens Hinge.

Le projet dispose d'un budget total de 11,3 millions de DKK et durera trois ans. L'Innovation Fund Denmark investit 7,9 millions de DKK.

FAITS

Une étude publiée dans la revue Science Advances en 2017 montre que seuls 9 % des 8,3 milliards de tonnes de déchets plastiques produits depuis les années 1950 ont été réutilisés. 12 % ont été convertis en énergie par incinération, tandis que près de 80 % se trouvent dans des décharges ou dans la nature.

Au Danemark, 31 % des emballages en plastique sont réutilisés. Si l'on considère uniquement les emballages industriels, 64 % sont recyclés, tandis que 15 % des emballages en plastique des ménages sont séparés. En 2015, le Danemark a séparé 38 000 tonnes d'emballages plastiques des déchets. Les ménages danois représentaient 18 000 tonnes d'emballages en plastique, le secteur des services 10 000 tonnes et l'industrie 8 000 tonnes. Les 2 000 tonnes restantes provenaient de l'agriculture et d'autres sources. Source : Agence danoise de protection de l'environnement, PlasticsEurope

L'imagerie hyper-spectrale est une technique de caméra avancée qui capture des images avec beaucoup plus de canaux de couleur spécifiques que les trois (rouge, vert et bleu) d'une caméra RVB ordinaire.LES PARTENAIRES

Newtec est un fabricant de machines leader sur le marché dans les domaines du pesage, de l'emballage et du tri optique de la qualité et de la taille des produits alimentaires ; principalement dans l'industrie des fruits et légumes.Plastics and Polymer Engineering (AU) est un groupe de recherche de premier plan dans la fabrication, la modification, l'analyse et la classification des plastiques.NanoSyd (SDU), qui fait partie de l'Institut Mads Clausen, est spécialisé dans les composants optiques, la spectroscopie et optique diffractive.

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