L'imagerie pourrait-elle

Sur les 8,3 milliards de tonnes de déchets plastiques produits depuis les années 1950, seuls 9 % ont été réutilisés1.

Le problème des déchets plastiques a fait la une des journaux à plusieurs reprises au cours des dernières années, avec des rapports faisant état de perturbations des écosystèmes par le plastique dans certains des environnements les plus reculés de notre planète, y compris l'Arctique.

Les gouvernements du monde entier reconnaissent la nécessité de changer cette situation et introduisent des lois pour améliorer les taux de recyclage. La législation européenne proposée, par exemple, fixe des objectifs minimums en matière de contenu recyclé dans les emballages en plastique, comme 30 % pour les bouteilles de boissons d'ici 2030 et 65 % d'ici 2040.

Les déchets deviennent donc une matière première importante alors que les entreprises luttent pour atteindre ces objectifs critiques. Et, avec l’augmentation du prix du pétrole brut – et donc du plastique vierge – en raison de la hausse des coûts du pétrole brut, les matériaux recyclés deviennent encore plus attractifs.

Mais il y a une raison pour laquelle les plastiques ne sont pas recyclés au même rythme que le papier, le verre ou les métaux : la grande quantité de produits d'emballage différents sur le marché rend difficile leur identification, leur séparation et leur tri.

Les technologies d'imagerie telles que les caméras infrarouges, hyperspectrales et CCD ont joué un rôle crucial pour permettre une détection et un tri fiables des déchets plastiques, mais l'industrie du recyclage est confrontée à des défis uniques avec les plastiques que l'industrie de l'imagerie pourrait continuer à l'aider à surmonter.

Recyclage du plastique noir

Sesotec est un équipementier qui développe des systèmes de tri pour le recyclage et compte aujourd'hui plus de 2 300 instruments installés dans le monde.

Les machines de l'entreprise sont équipées d'une gamme de caméras et de capteurs adaptés au type de matériau à trier, mais un matériau qui repousse les limites technologiques – et que Sesotec affirme que l'industrie photonique pourrait aider à soutenir – est le plastique noir.

« Le plastique noir est l'un des plus gros problèmes du recyclage », a déclaré Tobias Eder, responsable de l'ingénierie et de la technologie des applications de Sesotec, lors d'une récente réunion technologique en ligne EPIC sur le tri, le recyclage et la gestion des déchets du plastique.

La plupart des emballages en plastique noir – largement utilisés dans l'électronique, les contenants alimentaires, les sacs en plastique et l'industrie automobile – sont colorés à l'aide de pigments de noir de carbone qui empêchent les technologies typiques utilisées dans les instruments de tri, telles que les capteurs proche infrarouge (NIR) ou les caméras CCD, de le détecter de manière fiable.

L'entreprise recherche une technologie fiable capable de détecter les polymères noirs, avec une précision de détection comparable au proche infrarouge, a déclaré Eder. "Pour le moment, nous ne disposons que d'une certaine capacité à utiliser des capteurs infrarouge moyen, mais ce n'est pas au même niveau de NIR, et ils doivent être utilisés en combinaison avec d'autres capteurs." Il a ajouté que, même si des projets de recherche/industrie ont été axés sur cette application, « aucun résultat réel n'est possible à l'échelle industrielle avec les puretés dont nos clients ont besoin ».

En plus des capteurs, l'entreprise recherche des LED haute puissance dans la longueur d'onde 1 300-1 900 nm pour permettre la détection de plastiques plus foncés, mais aussi pour lui permettre de remplacer les ampoules halogènes et de réduire la consommation électrique de ses machines.

Dans ses machines, Sesotec utilise à la fois des caméras à balayage linéaire CCD et des capteurs NIR. Les caméras CCD peuvent détecter par forme, couleur et séparer les matériaux colorés d'une fraction claire. Ils ont une résolution allant jusqu'à 0,075 mm et peuvent apprendre à lire environ 17 millions de couleurs en combinaison avec différentes optiques d'éclairage. Différentes options d'éclairage peuvent être utilisées en fonction de l'application : par exemple, la lumière transmise détecte la transmission dans un matériau transparent, ou une lumière supérieure détecte la réflexion d'un matériau opaque.

Pour la détection NIR, l'entreprise utilise une caméra développée en interne. Le NIR peut être utilisé pour détecter les retardateurs de flamme et les barquettes PET ; il peut différencier le LDPE et le HDPE ; détecter diverses « combinaisons bouteille/étiquette » ou faire la distinction entre PET et PETG (bouteilles et flocons). Une « bibliothèque de plastiques » peut être adaptée à des applications et à des types de plastique spécifiques.