Brevet FR2777212A1 — publié le 19991015

INSTALLATION POUR TRIER DES MATIERES PLASTIQUES La présente invention se rapporte à une installation pour trier des matières plastiques de compositions différentes, à un procédé d'identification de ces matières plastiques et à une utilisation. Les centres de tri, traitant de multiples matériaux de nature variée, reçoivent des produits provenant de plusieurs collectes sélectives. Le tri de ces matériaux permet d'isoler les différents produits recyclables, pour en obtenir une valeur ajoutée, tout en préservant l'environnement. Les installations de tri, automatisées ou non, connues jusqu'ici, pour trier les déchets tels que les matières plastiques, ne permettent pas de les identifier correctement, et par conséquent de les séparer les uns des autres en vue de les détruire ou de les recycler. Le plus souvent, ces installations de tri doivent utiliser des capteurs de technologie complexe pour permettre la séparation des différentes matières plastiques. Or de tels capteurs engendrent des coûts importants, et ne réalisent pas une identification parfaite de ces matières. Par ailleurs, dans la cas o de telles installations utilisent un être humain pour effectuer le tri de ces matières plastiques, ce trieur acquiert une maîtrise quasiment correcte de l'aspect général que présente les matières plastiques de nature différente, après une longue période de temps. Ainsi de tels dispositifs de tri des matières plastiques entraînent une mise en oeuvre et un coût élevé pour obtenir un résultat du tri sélectif, globalement, de mauvaise qualité. Aussi il subsiste un besoin de disposer d'une installation, automatisée ou non, pour trier des déchets, de nature identique, constitués essentiellement de matière plastique; cette installation permettant leur séparation en fonction de leur composition chimique. Les matières plastiques les plus souvent retrouvées au sein des déchets à traiter sont le polyéthylène haute densité (PEHD), le polyéthylène téréphtalate (PET) et le polychlorure de vinyle (PVC). Le PEHD est issu de la polymérisation de l'éthylène gazeux. Il est sous forme d'une macromolécule linéaire plus facilement cristallisable que le polyéthylène basse densité (PEBD). Le PEHD entre, par exemple, dans la composition de récipients opaques contenant des compositions chimiques telles que des gels douche, des huiles pour moteur, des désherbants, ou, des produits alimentaires tels que du lait. L'utilisation de récipients en PEHD est souvent nécessaire pour isoler la composition chimique de la lumière. Le PET a une structure semi-cristalline. Refroidi rapidement, il peut rester amorphe et donc transparent. Dans cet état amorphe, le PET, sous forme de films d'une épaisseur allant de 12 à 15gm, transmet la lumière jusqu'à 85%. De bonnes propriétés mécaniques et une faible perméabilité au CO2, procurent au PET, une excellente aptitude pour être l'un des constituants de bouteilles pour boissons gazeuses. Le PET entre, par exemple, dans la composition de bouteilles d'eau minérale, gazeuse ou non, ou de sodas. Le PVC présente, quant à lui, une grande échelle de valeurs concernant les propriétés mécaniques, passant d'un état très rigide à un état d'une très grande souplesse, du fait de la présence d'agent plastifiant en quantité donnée. Par ailleurs, le PVC présente une excellente résistance à l'abrasion. Les objets en PVC, entraînent des inconvénients pendant leur destruction, du fait de la présence d'atomes de chlore au sein de la molécule, provoquant ainsi des problèmes de toxicité. Le PVC entre également dans la composition de bouteilles d'eau minérale, gazeuse ou non. Par conséquent, les différents problèmes occasionnés lors de la retransformation et/ou de la destruction des objets en PVC ou en PET nécessitent de pouvoir effectuer une séparation correcte de ces deux types de matériaux plastiques dans des installations de tri de déchets, automatisées ou non. En effet, lorsque le tri est effectué manuellement, seules l'expérience et la connaissance des matériaux en PEHD permettent de réaliser un tri quasiment correct pour ce type de plastique, alors que les produit en PVC ou en PET sont très difficilement identifiables à l'oeil nu. Jusqu'ici, le tri des objets en PVC ou en PET, tels que des bouteilles, se fait essentiellement manuellement d'une part par l'identification visuelle de la marque déposée inscrite sur l'emballage et/ou sur l'étiquette et, d'autre part par l'identification de la forme du fond et de la forme du goulot de la bouteille. Or, certaines industries chimiques et agro-alimentaires ont mis sur le marché des bouteilles en PVC et des bouteilles en PET sous une même marque déposée donnée. Ainsi l'identification unique de la marque déposée ne permet plus un tri sélectif correct et rapide des matières plastiques. De plus le tri effectué de façon automatique nécessite de grosses quantités de déchets en amont de l'installation pour obtenir une bonne rentabilité. Un tel tri automatique entraîne, en outre, des coûts d'investissement très importants. La présente invention remédie aux inconvénients précédents, et a pour objet une installation pour trier des matières plastiques de compositions chimiques différentes comprenant un moyen d'alimentation de matières plastiques, au moins un convoyeur de matières plastiques constitué d'un tapis grillagé à mailles, au moins un trieur et, au moins un conteneur servant de réceptacle aux matières plastiques triées. L'installation se caractérise par le fait que le convoyeur comprend, dans sa structure interne, et de façon superposée, une source de lumière et un premier filtre polariseur, et en ce qu'au dessus du convoyeur est disposé un second filtre polariseur placé horizontalement et perpendiculairement par rapport à l'axe horizontal XX' du premier filtre polariseur. La polarisation se caractérise par la fixation de la direction de vibration des ondes lumineuses dans un plan déterminé. La source de lumière est polarisée lorsque le plan de propagation lumineux garde une direction fixée dans le temps. Cette propagation est rectiligne. Lorsque les premier et second polariseurs sont placés perpendiculairement l'un par rapport à l'autre, il y a une opacification de la source de lumière disposée devant le premier polariseur. L'installation selon la présente invention présente l'avantage de pouvoir effectuer le tri, de façon automatisée ou non, de matériaux plastiques, de façon simple et efficace tout en conservant un coût correct. Par ailleurs, l'installation selon l'invention ne nécessite pas obligatoirement la présence d'énormes quantités de déchets en amont du dispositif, lorsque le tri est effectué de façon automatique par le fait que le coût d'investissement dans le matériel utilisé dans l'invention est inférieur à celui de l'état de la technique. De plus, la source de lumière, les deux polariseurs et le convoyeur peuvent être ajoutés à des installations déjà existantes sans engendrer de coûts importants, tout en conservant les caractéristiques déjà présentes. L'installation selon l'invention ne nécessite pas la construction de nouvelles unités de tri et permet de conserver une excellente qualité des produits triés. Le convoyeur peut être placé à la sortie du moyen d'alimentation. Le conteneur peut être placé à proximité du trieur, et de préférence à la sortie du trieur. Le trieur de l'installation, selon l'invention, peut être constitué d'au moins un capteur électronique couplé à au moins un élément préhenseur. Le trieur peut également être un être humain. L'élément préhenseur peut être choisi parmi un bras robotisé, des tubes aspirants ou le bras d'un être humain, et peut être disposé à la sortie du convoyeur. De préférence, la source de lumière et le premier filtre polariseur sont protégés par une enveloppe protectrice qui peut être constituée en un matériau translucide tel que le verre, le plexiglas. Le tapis à mailles du convoyeur de l'installation selon l'invention peut être un tapis grillagé, à mailles métalliques ayant une dimension de maille allant de lxlmm à 50x50 mm et de préférence allant de 2x2mm à 10xlOmm. De telles dimensions de maille permettent une diffusion correcte de la lumière tout en assurant une excellente sécurité du trieur lorsque ce dernier est constitué par les mains d'un être humain. En effet, des dimensions de maille plus petites absorberaient un certain quantum d'énergie et provoqueraient un tri de mauvaise qualité des matières plastiques ne permettant pas leur distinction correcte devant la source de lumière polarisée. La source de lumière utilisée dans l'installation est de préférence une lumière blanche, telle que celle obtenue au moyen d'un néon. Mais elle peut être aussi constituée de lumière ayant une longueur d'onde particulière, telle que celle obtenue au moyen d'une lampe au sodium. Un autre objet de l'invention est un procédé d'identification de matières plastiques de compositions différentes. Ce procédé se caractérise en ce qu'il consiste à présenter les matières plastiques devant une source de lumière polarisée, à détecter la nature de la réaction photonique des matières plastiques, puis à séparer lesdites matières plastiques en fonction de la nature de la réponse de la réaction photonique. Enfin le dernier objet de l'invention est une utilisation de la lumière polarisée pour identifier différentes structures et/ou composition de matières plastiques. Les matières plastiques constituées en PET apparaissent de couleur blanche, et d'aspect cristallin et brillant devant une source de lumière polarisée. Elles ne décomposent pas la lumière. De plus, les bouteilles teintées ne réagissent pas à la lumière polarisée. Les matières plastiques en PVC, quant à elles, décomposent la lumière en réagissant faiblement. Elles font émerger une raie d'onde de couleur bleue devant une source de lumière polarisée. Lorsque les bouteilles sont écrasées, elles font ressortir des marques de couleur blanche. La diffraction et la décomposition de la lumière sont provoquées par la présence d'atomes de chlore dans le monomère constituant le PVC. Les matières plastiques constituées en PEHD apparaissent opaques devant une source de lumière polarisée. L'invention consiste, mise à part les dispositions exposées ci-dessus, en un certain nombre d'autres dispositions qui seront explicitées ci-après, à propos d'exemples de réalisation écrits en référence aux figures annexées, mais qui sont nullement limitatifs. La figure 1 est une vue schématique, de dessus, d'une installation conforme à l'invention. La figure 2 est une vue schématique latérale d'une partie de l'installation selon l'invention. La figure 3 est une vue schématique, en trois dimensions, d'une partie de l'installation selon l'invention. En se reportant à la figure 1 annexée, on peut voir une installation pour trier des matières plastiques, désignée dans son ensemble par la référence 1. Cette installation comprend un moyen d'alimentation 2 comprenant les matières plastiques 3 à trier. Les matières plastiques 3 sont ensuite déplacées au moyen d'un premier convoyeur 4 constitué d'un tapis à mailles métalliques 4a. Un premier trieur 5 est disposé à la sortie 6 du premier convoyeur 4. Le premier trieur 5 est constitué par des tubes aspirants 17 qui effectuent un premier tri des matières plastiques 3 en enlevant du tapis à bande métallique 4a les objets constitués en PEHD et/ou les objets n'ayant pas de constituants essentiellement en matières plastiques, tels que des débris métalliques ou organiques. Ces différents objets sont stockés dans un conteneur 7 disposé à la sortie 6 du premier convoyeur 4. Les matières plastiques 3 prétraitées sont ensuite dirigées vers un second convoyeur 8 disposé à la sortie du premier convoyeur 4. Ce second convoyeur 8 est également constitué d'un tapis grillagé à mailles métalliques 8a ayant une dimension de maille de 2x8mm. A la sortie du second convoyeur 8 sont disposés deux second conteneurs 9a et 9b comprenant respectivement les matières plastiques en PVC et en PET. Le tri s'effectue au moyen d'un second trieur 10 disposé à la sortie 11 du second convoyeur 8. Comme on peut le voir sur la figure 2, le second convoyeur comprend au sein de sa structure, une source de lumière blanche constituée de néons 12 et, au-dessus desquels est disposé un premier filtre polariseur 13. Les néons 12 et le filtre 13 sont disposés dans une enveloppe protectrice 14 constituée en verre. Les néons 12, le premier filtre 13 et l'enveloppe 14 constituent une boîte dite "lumineuse". Les figures 2 et 3 montrent qu'au-dessus du second convoyeur 8 est placé un second filtre polariseur 15 disposé horizontalement et perpendiculairement par rapport & l'axe horizontal XX' du premier filtre polariseur 13. Comme on le voit sur la figure 2, au-dessus du conteneur 9a, sont disposés des tubes aspirants 17 servant d'élément préhenseur pour les objets en matières plastiques triés. Ces tubes sont disposés les uns à côté des autres à la sortie 11 du second convoyeur 8. Lorsque l'installation selon l'invention fonctionne, les matières plastiques 3 à trier sont soumises à un premier tri au niveau du premier convoyeur 4 permettant de garder uniquement les matériaux plastiques en PET et en PVC; les matières plastiques en PEHD étant éliminées au niveau du convoyeur 4. Les matériaux plastiques en PVC et en PET sont ensuite séparés les uns des autres lors de leur passage sur le second convoyeur 8 de la façon suivante: Ces objets en PVC et en PET sont placés entre les deux filtres polariseurs 13 et 15 orientés tous les deux horizontalement, et perpendiculairement l'un par rapport à l'autre. Les deux types de matériaux divergent différemment la source de lumière, et, cette réaction est visualisée au-dessus du second filtre 15 au moyen d'un capteur électronique 16, tel qu'une camera. Les objets en PET apparaissent de couleur blanche, et d'aspect cristallin et brillant, et les objets en PVC forment des raies d'onde de couleur bleue. Le capteur électronique 16, disposé au-dessus du second filtre 15, permet d'enregistrer le type de réponse donnée par les objets en PVC et en PET. Ce signal est traité par un logiciel et, à l'aide d'un ordinateur, pour ensuite ordonner la préhension, ou non, de l'un ou l'autre des objets par les tubes aspirants 17 selon la nature de la réponse obtenue. Les objets en PVC et en PET sont ainsi répartis dans les conteneurs appropriés 9a et 9b. La nette différence de réaction à la lumière polarisée de ces deux types de matériaux permet d'effectuer un tri d'excellente qualité. REVENDICATIONS 1. Installation pour trier des matières plastiques de compositions chimiques différentes comprenant un moyen d'alimentation (2) de matières plastiques (3), au moins un convoyeur (4, 8) de matières plastiques (3) constitué d'un tapis grillagé à mailles (4a, 8a), au moins un trieur (5, 10) et, au moins un conteneur (7, 9a, 9b) servant de réceptacle aux matières plastiques (3) triées, caractérisé en ce que le convoyeur (8) comprend, dans sa structure interne, et de façon superposée, une source de lumière (12) et un premier filtre polariseur (13), et en ce qu'au dessus du convoyeur (8) est disposé un second filtre polariseur (15) placé horizontalement et perpendiculairement par rapport à l'axe horizontal XX' du premier filtre polariseur (13). 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le convoyeur (4,8) est placé à la sortie du moyen d'alimentation (2). 3. Installation selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le trieur (5, 10) est constitué d'au moins un capteur électronique (16) couplé à au moins un élément préhenseur (17). 4. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'élément préhenseur (17) est choisi parmi un bras robotisé, des tubes aspirants. 5. Installation selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisée en ce que l'élément préhenseur (17) est disposé à la sortie (11) du convoyeur (8). 6. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la source de lumière (12) et le premier filtre polariseur (13) sont protégés par une enveloppe protectrice (14). 7. Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'enveloppe protectrice (14) est constituée en un matériau translucide. 8. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le tapis grillagé à mailles (4a, 8a) du convoyeur (4,8) est un tapis grillagé à mailles métalliques ayant une dimension de mailles allant de lxlmm à 50x50mm. 9. Procédé d'identification de matières plastiques de compositions différentes, caractérisé en ce qu'il consiste à présenter les matières plastiques devant une source de lumière polarisée, à détecter la nature de la réaction photonique des matières plastiques, puis à séparer lesdites matières plastiques en fonction de la nature de la réponse de la réaction photonique. 10. Utilisation de la lumière polarisée pour identifier différentes structures et/ou composition de matières plastiques.