Faire appel à des robots pour mieux trier les déchets, ce n’est pas nouveau. Mais la technologie Multipick, conçue en Belgique dans le cadre d’une politique active sur le recyclage des métaux, franchit un cap industriel. L’automatisation du procédé va surtout aider à augmenter la cadence et la quantité des matières séparées. Principales cibles pour l’instant : les métaux non ferreux issus de VHU et de DEEE, peu triés localement jusqu’à présent.

Fruit de cinq années de R&D par les ingénieurs du laboratoire GeMMe en Faculté des Sciences appliquées de l’Université de Liège, l’intégrateur industriel Citius engineering et le recycleur belge Comet, le procédé Multipick est une solution robotique de tri des métaux issus du démantèlement des véhicules et des appareils électriques usagés. Il s’inscrit dans le cadre de la Reverse Metallurgy, une plateforme wallonne d’excellence industrielle, technologique et scientifique en recyclage des métaux. Elle s’intéresse à quatre axes de développement industriel : le tri intelligent et préparation des déchets, représenté par Multipick ; la biohydrométallurgie ; la pyrolyse haute température et les traitements métallurgiques. En parallèle, Reverse Metallurgy est également basée sur la constitution d’une plateforme scientifique et technologique appelée CRESus. Celle-ci accompagne les industriels, par son expertise et ses équipements, dans leurs projets d’innovation.

20 000 t/an de capacité

Après la mise en œuvre il y a quatre ans d’un premier démonstrateur à cinq robots à l’Université de Liège, place désormais au pilote industriel. Pour installer cette nouvelle technologie, le groupe Comet a investi près de 10 millions d’euros, soutenu par la région wallonne (Pôle Mecatech) et le fonds FEDER au sein du programme Coopilot. L’industriel traite plus d’un million de tonnes de déchets métalliques par an (issus de véhicules, appareils électroménagers, résidus de broyage…) pour 350 millions d’euros de chiffre d’affaires. Elle compte une trentaine de sociétés sur les territoires belge et français et emploie près de 400 personnes. C’est sur son site d’Obourg près de Mons en Belgique, que le pilote équipé de 18 robots a été construit en 2022. Comet a aménagé pour l’occasion un nouveau site industriel de 6500 m² dont 1000m² de bâtiments sur un terrain de 15 hectares. Il est constitué de deux halls industriels et d’un bâtiment de pilotage. L’installation du procédé Multipick va bénéficier d’une quinzaine d’emplois. Il est actuellement en cours de finalisation et pourra trier jusqu’à 20 000 t/an de déchets métallique en vitesse de croisière. Placés le long d’une bande transporteuse de plusieurs mètres, les robots, tels des bras articulés savent reconnaître cinq familles de métaux : l’aluminium, le cuivre, le laiton, le zinc, l’inox, mais pourrait également identifier d’autres fractions comme l’argent, le manganèse, le cobalt. Cette ligne robotisée reconnaît la nature des différents métaux grâce à une combinaison de différents capteurs rayons X, spectral et 3D. L’intelligence artificielle utilise pour chaque pièce, l’information fournie par ces capteurs et prend la décision de tri, décision transmise aux robots-trieurs qui opèrent à une cadence bien plus rapide que le tri manuel, et avec une précision inégalée (une seconde par pièce). Le procédé sera ainsi capable de traiter 26 pièces par minute. Cette performance est permise par une série de capteurs différents, qui sont ensuite relayés par une intelligence artificielle qui gère le tri.

Traiter 26 pièces par minute

Des mesures par rayons X (technologie XRT pour « X-Ray Transmission ») évaluent en temps réel de la densité de la matière. Un scanner 3D mesure les paramètres de forme et de volume des objets broyés. Une caméra hyper-spectrale mesure la couleur des matériaux. Le traitement des données est réalisé par apprentissage automatique, branche de l’intelligence artificielle utilisant les statistiques. L’ordinateur intègre ces données et apprend les différentes catégories souhaitées (aluminium, zinc, cuivre, laiton, plomb, inox…), si bien que chaque nouveau fragment est automatiquement attribué à une catégorie. La bande transporteuse tourne à plus de 1 mètre par seconde. Multipick est ainsi capable d’absorber en une seule passe jusqu’à 20 types de matériaux. En comparaison, les systèmes actuels (notamment l’éjection pneumatique) sont capables de séparer jusqu’à deux familles simultanément. Pour obtenir cette cadence et cette précision de détection, le pilote fait appel à une combinaison inédite de différentes technologies de caractérisation. Parmi elles, le LaserSieve, un instrument de mesure en ligne pour évaluer la taille, la forme et le volume des particules de quelques millimètres à plusieurs mètres par seconde. Ce procédé est situé en début de chaîne, et a été développé par Metheore, spin-off de l’université de Liège. Sa vocation : numériser les techniques de mesure des matériaux et optimiser les processus de production pour l’industrie minérale (mines, carrières et recyclage). Metheore propose des solutions innovantes de mesure 3D des caractéristiques de taille, de forme et de volume. Les matériaux en mouvement sont analysés en temps réel et en continu sur des bandes transporteuses ou en chute libre, ce qui n’impacte pas les rendements de production. L’acquisition 3D des pièces aide ainsi à choisir les points de préhension optimaux à destination de robots à pince. Cette information ainsi que la décision de tri sont envoyées aux robots qui peuvent, chacun, gérer jusqu’à huit sorties différentes.

Relocaliser le tri en Europe

Grâce à ce dispositif, Comet Traitements espère rapidement se démarquer d’une concurrence croissante, et bénéficier d’une structure de commercialisation de ces technologies. L’objectif de Multipick est triple : traiter localement les flux de métaux par un tri performant afin de les réintégrer directement dans les filières industrielles ; recréer de la valeur ajoutée sur des flux de matière ; mettre en place une vitrine technologique adaptable à d’autres types de produits. L’idée à terme est de reproduire et déployer le procédé dans le monde entier, sur plusieurs familles de produits à trier. En fonction de l’intégration de nouveaux capteurs, le tri pourrait alors être étendu à la séparation des plastiques, des alliages d’inox et d’aluminium, des batteries de DEEE, etc.

Cette nouvelle ligne encourage plus de recyclage local, sans passer par un intermédiaire. « Actuellement, beaucoup de nos déchets métalliques sont envoyés en Asie afin d’y être triés, pour ensuite revenir chez nous » explique Jérôme Hardy, chargé de communication de Comet. Cette innovation s’inscrit en outre dans les objectifs d’économie circulaire de la Belgique, en créant une filière de tri et de traitement des métaux à l’échelle locale. Pour le groupe industriel et la région wallonne, les bénéfices sont nombreux et rapides, parmi lesquels, le maintien des flux de matières en Wallonie et la réduction de l’impact économique et environnemental de leur transport ; la création de valeur sur ces matières premières à l’échelle locale ; le développement d’une technologie innovante pour l’industrie du recyclage en Belgique et Europe. « Actuellement, nous recyclons 98 % d’un véhicule entrant chez nous, explique Pierre-François Bareel, du groupe Comet. Trois quarts des déchets métalliques concernent de l’acier. Dans le quart restant, de nombreux métaux restent intéressants à valoriser comme le cuivre, le zinc, l’inox, le laiton ou l’aluminium, mais une bonne part de ces flux de métaux part vers l’Asie pour du tri manuel à bas coût ». Cette pratique est un non sens écologique et économique, puisqu’une fois triés, ces métaux reviennent en Europe pour être transformés. Pour Éric Pirard, directeur du laboratoire GeMMe, il ne peut y avoir de transition énergétique sans le silicium et l’argent des panneaux photovoltaïques, sans le lithium des batteries, mais aussi le manganèse, le nickel, le cobalt, le cuivre : « le recyclage des métaux est un défi constant vu les nombreux supports recelant ce type de matériaux, des smartphones aux voitures en passant par les électroménagers ou les emballages. Nous avons donc besoin d’innovations technologiques qui détectent ce que le tri manuel ne permet pas. C’est dans cette dynamique-là que nous avons conçu cette ligne de tri ».

Crédits : Mutlipick

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