Trier à l’échelle industrielle avec les détecteurs de couleurs de SICK

Pour assurer un recyclage maximal des différents types de déchets ménagers jetés dans les sacs PMC, le contenu des collectes fait l’objet d’un tri à l’échelle industrielle. Ce processus hautement automatisé doit permettre la détection et l'élimination des sacs bleus, un défi difficile que les caméras de SICK relèvent toutefois avec fiabilité et efficacité
 

Les PMC regroupent les déchets issus des bouteilles en plastique, des métaux et des cartons de boisson. Leur collecte, leur traitement et leur recyclage sont une initiative de Fost Plus, une organisation fondée en 1994 par le secteur de l’emballage et le secteur de la distribution afin d’imaginer des solutions durables pour le traitement des énormes quantités de déchets d'emballage. Afin d'assurer le tri de ces flux de déchets, Fost Plus fait appel à des partenaires externes comme Vanheede Environment Group.

En un peu plus de quarante ans, cette entreprise est devenue un acteur clé de la collecte et du traitement durable des déchets. Le groupe emploie 450 collaborateurs, dans dix sièges en Belgique et dans le Nord de la France. 1850 types de déchets différents y sont traités de la manière la plus durable possible, ce qui génère de nouvelles matières premières (verre, plastique…) et produit de l’énergie verte (méthane des décharges, fermentation de biomasse, palettes de déchets hautement calorifiques…). Le savoir-faire technologique qui en découle est, en outre, exploité dans une business unit distincte, afin de concrétiser des projets pour tiers.
 

Le tri des PMC est un processus hautement automatisé dont la première étape consiste à déchirer les sacs et à doser les déchets sur un convoyeur. Les différents types de déchets sont ensuite extraits du flux, au fur et à mesure des étapes ultérieures. Chaque type de déchets fait l’objet d’une méthode d’extraction particulière, adaptée à ses caractéristiques.
Pour extraire les métaux, on utilise, par exemple, des aimants. Les non-ferreux sont, quant à eux, séparés dans un champ magnétique qui génère une force qui les expulse.
Les PET et PEHD sont ensuite identifiés sur la base de la réflexion caractéristique d'un faisceau laser. Les bouteilles en PET constituent l'essentiel et font l'objet d'un tri ultérieur sur la couleur.
Il ne reste, en bout de course, que ce qui n’a pas pu être tiré ou qui n'aurait pas dû se trouver dans les sacs bleus.
 

Les sacs bleus, dans lesquels les déchets sont collectés et acheminés, nécessitent une grande attention tout au long de la ligne de tri.
« De grands morceaux de plastique se retrouvent dans les déchets et peuvent ainsi gêner le tri des autres types de déchets », explique le superviseur de la maintenance Bart Vanwynsberghe.

« Des déchets peuvent, en outre, rester coincés dans les sacs, ce qui empêche leur détection et leur tri. En ce sens, Fost Plus demande que les sacs bleus soient extraits du flux de déchets. Nous avons donc installé un séparateur balistique au début de la ligne. Il s’agit d’un ‘walking floor’ incliné qui élimine les matériaux légers vers le haut. Les sacs, les étiquettes et les films sont ainsi éliminés du flux, tandis que les autres matériaux tombent vers le bas, sur un autre convoyeur.»

Une étape suivante consiste à séparer les sacs bleus des autres plastiques et films, en l'occurrence grâce à un système de vision.
 

Eliminer les sacs bleus des déchets légers extraits du séparateur balistique n'est pas aussi simple. Ils sont expulsés des déchets par des valves à air comprimé au moment où ces derniers tombent vers le bas, entre deux convoyeurs. Cette soufflerie doit être précise, dans la mesure où l’on expulserait autrement trop d’autres plastiques et films, mais aussi parce que les sacs plastiques qui contiennent encore quelque chose ne peuvent pas être expulsés.
Bart Vanwynsberghe y voit un nuage qui se forme chaque fois pour accompagner délicatement chaque morceau de sac bleu hors du flux.

« Les valves à air comprimé sont commandées par une batterie de 15 caméras qui balaient toute la largeur de la bande de transport. Nous utilisons, à cet effet, des détecteurs de vision couleur de SICK. Dans la mesure où nous traitons des sacs clairs ou foncés, nous disposons de 8 détecteurs qui réagissent au bleu foncé et de 7 détecteurs réceptifs au bleu clair.
La configuration des détecteurs passe par une fonction d’apprentissage pendant laquelle la caméra se voit présenter la couleur qu'elle doit reconnaître. Nous avons ensuite régulièrement peaufiné la configuration pour atteindre le meilleur résultat possible. La séparation que nous réalisons actuellement est même meilleure qu'il y a quelques années, à l'époque où le tri était encore entièrement manuel. »
 

La caméra compte en fait le nombre de pixels auquel correspond la couleur et le compare avec ce qu’elle a appris au préalable. Dès qu’un nombre prédéfini de pixels correspond, la caméra conclut qu’elle est en présence du produit souhaité et envoie un signal au PLC qui, à son tour, active les valves d’air comprimé. Les détecteurs intègrent un éclairage intégré afin que les influences extérieures et les ombres ne perturbent pas la détection.

Pour Vanheede, les détecteurs de vision couleur semblaient offrir la meilleure fonctionnalité par rapport au prix, parmi toutes les options envisagées pour cette application. Des systèmes de vision à part entière auraient été une alternative, mais leur coût aurait été bien supérieur pour un résultat final identique. L’intégration simple avec le PLC a également fait pencher la balance dans le sens du détecteur de vision couleur.

La performance du nouveau système a, depuis, permis d’augmenter nettement la capacité de la ligne. On a même dû passer à deux équipes, afin de pouvoir répondre à la demande croissante. Le plus beau résultat est, cependant, que le tri est encore plus fiable qu’auparavant,  ce qui permet un recyclage plus optimal que jamais des déchets d’emballage.