L’avenir du tri des déchets…

Par Cyrine Boussabbeh,chercheuse, Innofibre

Quoi faire des quantités croissantes de déchets municipaux, industriels ou commerciaux? C’est la question que nous nous posons régulièrement pour trouver des solutions afin de les détourner de l’enfouissement, d’en tirer profit (exemple dans le domaine énergétique) ou encore valoriser certains de leurs composants. Ces déchets représentent une préoccupation majeure de nos jours, non seulement en raison de leur quantité croissante mais aussi à cause des limitations environnementales de plus en plus strictes mettant les municipalités et les industriels en quête permanente de solutions de valorisation. Un processus de recyclage efficace repose avant tout sur un tri adéquat afin de séparer les matériaux valorisables se trouvant dans les déchets et leur trouver des débouchés futurs. Parmi les technologies les plus utilisées dans les centres de tri de par le monde, nous retrouvons celle du tri optique.

Qu’est-ce qu’un tri optique ?

Un tri optique est une technologie innovante reposant sur la détection spectrale dans les fréquences proches infrarouges (NIR) et visibles (VIS), permettant de détecter les vibrations de liaisons moléculaires de type C-O, C-H, O-H ou encore N-H, afin d’identifier et classer les matériaux présents dans un gisement de matière. Grâce à cette technologie, il est possible d’effectuer un tri précis des matériaux solides provenant de différentes sources de déchets. Par exemple, pour les déchets municipaux, elle permet de séparer les sacs en plastique des déchets organiques. Dans le secteur commercial, cette technologie permet de séparer les cartons multicouches des plastiques. Dans le secteur industriel, le tri optique est mis en place dans le cadre des résidus de construction, rénovation et démolition (CRD), permettant la séparation du bois, du plastique et du verre. Cette technologie de tri optique est essentielle pour améliorer le tri des matériaux issus de nos déchets, promouvoir leur processus de recyclabilité et enfin réduire l’impact environnemental tout en favorisant le principe d’économie circulaire.

Comment se déroule la séparation optique ?

Le processus de séparation optique se déroule comme suit : les matériaux à trier sont d’abord étalés sur une bande transporteuse qui les achemine vers le système de détection composé de capteurs UV-VIS. Ces capteurs analysent en temps réel les propriétés spectrales des différents matériaux et envoient des signaux aux buses pneumatiques qui sont responsables de la séparation physique des matériaux selon leur nature. Ces buses agissent instantanément pour diriger les matériaux vers leur compartiment dédié.

Dans la plupart des cas, deux configurations possibles de séparation physique sont réalisables avec le système de tri optique : un tri binaire dont les matériaux sont séparés en deux compartiments et un tri ternaire, qui lui permet d’avoir trois compartiments (et par conséquent une séparation plus poussée). Les limitations actuelles de la technologie faisant appel à un système de buses ne permettent pas une séparation supérieure au mode ternaire- ce qui limite forcément la diversité des matériaux qui pourront être triés simultanément et/ou nécessite la mise en série de plusieurs unités de tri optique.

Position d’Innofibre

Innofibre est la seule institution de recherche au Canada équipée d’un système de tri optique, dont l’utilisation est très sollicitée pour la réalisation de divers projets de recherche et de preuves de concept.

Cette technologie de tri optique améliore la précision et l’efficacité du processus de tri en général, entraînant un taux de recyclabilité plus élevé et une réduction des déchets envoyés à l’enfouissement. Ainsi, elle contribue à diminuer l’empreinte carbone et s’inscrit dans les objectifs d’économie circulaire, qui visent à minimiser l’impact environnemental des déchets (en accord avec les plans stratégiques gouvernementaux 2024-2028).

Depuis l’acquisition du trieur optique de marque PellencST Mistral+ en 2018, Innofibre a mené plusieurs projets de recherche visant l’identification et la séparation des composés comme les produits cellulosiques et les plastiques. Malheureusement, les matériaux dits trop sombres (tout objet de couleur noir) ne sont pas correctement identifiés à ce jour.

Amélioration des fonctionnalités de tri optique  

Bien que des résultats satisfaisants aient été obtenus, certaines limitations de l’équipement ont été identifiées au cours des divers projets de recherche menés, dont les objets noirs. Pour rendre son système de tri optique plus efficace et polyvalent, Innofibre a acquis une nouvelle plateforme électronique et logicielle FLOW & CNS+ (Central Nervous System), qui est conçue de manière à pouvoir accepter de nouvelles technologies dans le futur. Ce nouveau système inclut dès à présent un nouveau spectromètre intégrant une plus large couverture des longueurs d’onde, ainsi qu’un nouvel algorithme offrant des calculs plus performants. De plus, ce système intègre un moteur de tri amélioré qui offrira une plus grande autonomie de réglage grâce à diverses options supplémentaires. Ce système innovant contribue à réduire les coûts opérationnels jusqu’à 30 %, à travers l’intégration des dernières technologies en matière de lampes (plus durables) et une diminution de la consommation d’air comprimé. Ce nouveau module offre ainsi un gain notable de 2 à 10 % en efficacité et en pureté de tri. De plus, les paramètres de tri peuvent être modifiés instantanément sans interrompre l’opération en cours.

Concernant les limitations soulevées plus haut, un module « Profile Detection » a été intégré et permettra la détection du noir de carbone et autres objets noirs. En ce qui concerne le débit, celui-ci a lui aussi été amélioré pour les corps légers, avec une vitesse capable d’atteindre 4,5 m/s sur le convoyeur; assurant une augmentation significative des débits de séparation et par là même une diminution des coûts. Enfin, l’ajout d’un détecteur de couleur dit « Vision » améliorera la distinction des objets à séparer.

La nouvelle plateforme, ainsi que les ajouts de modules associés sur l’équipement de tri optique, serviront à offrir de meilleurs rendements et une efficacité accrue aux projets de recherche axés sur le tri et la séparation de différents gisements de matières résiduelles.