Un simple coup d’œil dans la poubelle jaune révèle un mélange coloré de différents types de plastique. Cependant, plus les déchets plastiques sont purs et uniformes, plus ils sont faciles à recycler. Dans le cadre d’un nouveau projet de recherche, les universités d’Iéna et de Bayreuth, en collaboration avec les entreprises BASF, Endress + Hauser Digital Solutions et TechnoCompound GmbH, souhaitent optimiser le processus de recyclage des matières plastiques.
Le projet SpecReK (Spectroscopic Investigation of the Recycling of Plastics – Étude spectroscopique du recyclage des matières plastiques) prévoit d’identifier de manière fiable et précise la composition des déchets plastiques au cours du processus de recyclage afin d’améliorer la qualité du plastique recyclé. Des techniques de mesure de pointe seront appliquées et combinées à l’intelligence artificielle (IA).
Renforcer l’économie circulaire pour les plastiques
La majorité des déchets plastiques qui entrent aujourd’hui dans le processus de recyclage sont actuellement recyclés mécaniquement. Les déchets sont collectés, triés, déchiquetés, nettoyés puis fondus. La matière fondue contient différents types de plastique, d’additifs et d’impuretés, en fonction du matériau d’origine et du processus de tri. Par conséquent, la qualité du matériau recyclé varie dans de nombreux cas, ce qui rend difficile la fabrication de produits plastiques de haute qualité à partir de ce matériau.
« Avec la demande croissante de matériaux recyclés de haute qualité, il est crucial, dans le cadre des exigences légales actuelles, de comprendre précisément les propriétés des matériaux et la composition des déchets plastiques recyclés mécaniquement et d’optimiser le processus. Cela renforcera l’économie circulaire », indique le Dr Bernhard von Vacano, responsable du programme de recherche sur la circularité des plastiques chez BASF, qui est le chef de file du consortium SpecReK.
Analyser les matériaux en temps réel
Le projet vise à utiliser l’interaction entre la lumière et le matériau pour obtenir des informations sur la structure chimique des plastiques recyclés. À l’aide de méthodes spectroscopiques, les chercheurs veulent déterminer en temps réel quels types de plastique, d’additifs et d’impuretés sont présents dans le mélange de matériaux. Dans l’étape suivante, un algorithme d’intelligence artificielle reconnaîtra des modèles dans les données de mesure et suggérera quels autres composants devraient être ajoutés ou comment le processus de recyclage devrait être adapté pour améliorer la qualité du plastique recyclé.
« Pour l’instant, nous ne disposons pas des outils analytiques nécessaires pour déterminer exactement quels sont les composants présents dans le plastique recyclé mécaniquement au cours du retraitement », explique Bernhard von Vacano. Or, ces informations sont nécessaires pour évaluer et améliorer la qualité des déchets plastiques.
Dans ce projet commun, financé par le ministère fédéral de l’éducation et de la recherche à hauteur de plus d’un million d’euros dans le cadre du programme Quantum Systems, les partenaires industriels et les universités travaillent main dans la main. Les deux groupes de recherche participants de l’université Friedrich Schiller d’Iéna, en Allemagne, apportent au consortium leur expertise dans le domaine de la recherche sur les polymères, de la chimie robotique ainsi que de l’IA et de la science des données.
« L’utilisation de la chimie robotique de pointe à Iéna, combinée à la caractérisation de différents polymères et de leurs impuretés, permet de collecter efficacement de grandes quantités de données », explique le chimiste et spécialiste des matériaux Prof. Dr Ulrich S. Schubert.
« Ces données sont essentielles pour l’utilisation de méthodes d’apprentissage automatique afin de reconnaître des modèles dans les données et de permettre une analyse en temps réel », ajoute le professeur Thomas Bocklitz, spécialiste des données à Iéna.
« Cette combinaison est le seul moyen d’améliorer le taux de recyclage et la qualité du polymère recyclé. De nouvelles applications pour le plastique recyclé sont alors également possibles », souligne le professeur Schubert.
Légende illustration : Des polymères redox sont purifiés dans un laboratoire du Centre for Energy and Environmental Chemistry.Image : Jan-Peter Kasper (Université d’Iéna)
Source : Jena – Traduction Enerzine.com
