Brevet FR3163881A1 — publié le 20260102

L’invention concerne un système de recyclage de fenêtres usagées (10) comprenant au moins un convoyeur configuré pour déplacer les fenêtres usagées entre plusieurs postes successifs : – un poste de chargement (11) pour l’introduction des fenêtres usagées ; – un poste de casse (12) du verre des fenêtres usagées permettant de collecter au moins une partie du verre des fenêtres usagées ; – un poste d’extraction du cadre (14) ; et – un poste d’analyse (18) disposé entre le poste de chargement et le poste de casse, ledit poste d’analyse étant doté d’au moins un dispositif de vision intelligent (17) permettant de détecter au moins une zone de casse de la fenêtre usagée pour laquelle une partie vitrée peut être cassée en limitant le risque de contamination du verre ; ledit poste de casse comportant une matrice de marteaux permettant de casser uniquement ladite au moins une zone de casse. Figure pour l’abrégé : Fig 1. SYSTEME DE RECYCLAGE DE FENETRES USAGEES La présente invention concerne un système permettant de recycler le cadre et le verre d’une fenêtre usagée, de sorte à récupérer le maximum de verre avec un minimum de débris provenant du cadre. Ainsi, l’invention trouve une application particulièrement avantageuse pour améliorer la recyclabilité et la réutilisation du verre provenant d’une fenêtre intégrant des parties vitrées. L’invention peut s’appliquer aussi bien aux fenêtres à un ou plusieurs vantaux, ainsi qu’aux portes-fenêtres ou même aux baies vitrées. En outre, l’invention peut être mise en œuvre pour des fenêtres avec tous types de cadres, notamment les cadres en bois, en aluminium ou en PVC. Etat de la technique La recyclabilité des parties vitrées d’une fenêtre est désormais un sujet particulièrement important, compte tenu de la raréfaction de la silice de bonne qualité dans le monde. Or, cette silice a été largement utilisée pour réaliser des vitres, et la réutilisation de cette silice permettrait de fabriquer un grand nombre d’éléments, dont des nouvelles fenêtres avec des matériaux de réutilisation uniquement. Pour ce faire, il est nécessaire de recycler le plus efficacement possible le verre des fenêtres usagées. Or, cette question de la réutilisation du verre des fenêtres usagées n’est pas du tout une question simple, puisque les dispositifs automatisés de bris de glace des fenêtres présentent un risque important de bris des cadres et autres éléments de structure présents dans les fenêtres et permettant de soutenir les parties vitrées. Lorsque des éléments de cadres sont intégrés dans le verre à recycler, celui-ci présente une qualité très moyenne, ce qui limite ses possibilités d’utilisation. Pour recycler automatiquement les fenêtres en verre, la société SAINT-GOBAIN propose par exemple les brevets FR 3 083 144 et FR 3 083 148, qui décrivent un dispositif de fragmentation adapté pour séparer le verre d’une fenêtre usagée de son cadre, en vue de leur recyclage respectif. La fragmentation du verre est réalisée par un tambour agencé au-dessus d’un convoyeur. Ce tambour est lié à un ensemble percuteur comprenant plusieurs têtes de percussion adaptées pour percuter le convoyeur à chaque révolution du tambour. Lorsque le tambour est mis en rotation, les têtes de percussion sont amenées en surplomb du convoyeur et viennent percuter le tapis du convoyeur sous l’effet de la gravité, ce qui entraîne la fragmentation du verre de la fenêtre usagée transportée sur le convoyeur. Cependant, les percussions multiples des têtes de percussion sur la fenêtre usagée entraînent très souvent la fragmentation de parties non vitrées de la fenêtre, notamment lorsque la fenêtre intègre des éléments de structure à l’intérieur des vitrages. Il s’ensuit que le verre recyclé par ces dispositifs est de faible qualité car il intègre un grand nombre de débris des cadres des fenêtre usagées recyclées. Ainsi, compte tenu du fait que l’état de la technique ne propose pas de dispositif de recyclage efficace pour garantir la qualité du verre en limitant les débris du cadre, la filière de recyclage du verre est aujourd’hui réalisée principalement manuellement avec des manutentionnaires munis de marteaux. Ces manutentionnaires brisent le verre en fonction de la position spécifique des châssis et autres éléments de structure internes au verre des fenêtres usagées. Bien entendu, cette solution nécessite des manutentionnaires de grande compétence et ceux-ci sont soumis à des risques de troubles musculosquelettiques importants au regard de l’augmentation des épaisseurs des verres des fenêtres actuelles, ainsi qu’à des risques de coupures liés au contact potentiel avec le verre brisé. Le problème technique de l’invention est donc de fournir un dispositif automatisé de recyclage des parties vitrées de fenêtres usagées, en limitant le risque de contamination du verre recyclé par des éléments des châssis et des autres éléments de structure non vitrés de la fenêtre. Pour répondre à ce problème technique, l’invention propose de convoyer chaque fenêtre usagée sous un dispositif de vision intelligent permettant de détecter les différentes zones de la fenêtre usagée pour lesquelles une partie vitrée peut être cassée en limitant le risque de contamination du verre. Ensuite, la fenêtre usagée est convoyée devant une matrice de marteaux permettant de casser uniquement les différentes zones pour lesquelles le système de vision a considéré que la casse des parties vitrées était opportune pour garantir la qualité du verre recyclé. Ainsi, l’invention concerne un système de recyclage de fenêtres usagées comprenant au moins un convoyeur configuré pour déplacer les fenêtres usagées entre plusieurs postes successifs : – un poste de chargement pour l’introduction des fenêtres usagées ; – un poste de casse du verre des fenêtres usagées permettant de collecter au moins une partie du verre des fenêtres usagées ; et – un poste d’extraction du cadre. L’invention se caractérise en ce que le système comporte également un poste d’analyse disposé entre le poste de chargement et le poste de casse, ledit poste d’analyse étant doté d’au moins un dispositif de vision intelligent permettant de détecter au moins une zone de casse de la fenêtre usagée pour laquelle une partie vitrée peut être cassée en limitant le risque de contamination du verre ; ledit poste de casse comportant une matrice de marteaux permettant de casser uniquement ladite au moins une zone de casse. Ainsi, l’invention propose de casser uniquement les parties vitrées de la fenêtre qui sont reconnues et analysées au niveau du poste d’analyse. Les postes de chargement, d’analyse, de casse et d’extraction étant indépendants, il est possible de travailler séquentiellement et de charger une première fenêtre usagée alors qu’une seconde fenêtre est analysée pour détecter les parties à casser tandis qu’une troisième fenêtre est en cours de casse dans le poste de casse. Dans le même temps, les parties restantes d’une quatrième fenêtre peuvent être acheminées vers un poste d’extraction du cadre. Tous ces postes sont de préférence associés à des convoyeurs de sorte à limiter la manutention et à optimiser l’automatisation du système. En ce qui concerne la casse, elle est réalisée par des marteaux automatisés. Selon un mode de réalisation, chaque marteau dudit poste de casse est mobile entre deux positions : une position de repos et une position d’activation associée à une surface d’impact, chaque marteau étant contrôlé par un dispositif d’activation dédié activé ou non en fonction de la présence ou non de ladite au moins une zone de casse au niveau de ladite surface d’impact dudit marteau. Par exemple, ledit dispositif d’activation dédié est un électroaimant. De préférence, ladite position de repos de ladite matrice de marteaux est disposée au-dessus du poste de casse de sorte que la gravité entraine le déplacement des marteaux activés depuis la position de repos à la position d’activation. Ainsi, peu d’énergie est nécessaire pour réaliser la casse des différentes parties détectées. A l’issue de la phase de casse, les marteaux activés peuvent être remontés par une grille de sorte à remonter simultanément tous les marteaux avec une faible quantité d’énergie. Dans ce mode de réalisation, ledit poste de casse comporte une grille configurée pour déplacer les marteaux activés dans ladite position de repos après une étape de casse. Lors de la casse, les marteaux peuvent être activés en même temps. Alternativement, les dispositifs d’activation des marteaux sont activés séquentiellement de sorte à percuter successivement ladite au moins une zone de casse. Par exemple, l’activation séquentielle des dispositifs d’activation des marteaux est configurée pour activer les marteaux selon une onde ou une ligne de la matrice au niveau de ladite au moins une zone de casse. Ce mode de réalisation permet de contrôler les différentes ondes de choc liées à la casse d’une partie de la fenêtre usagée de sorte à limiter le risque de dégradation du cadre. En ce qui concerne le dispositif de vision intelligent, il comporte préférentiellement au moins une caméra et un modèle d’intelligence artificielle permettant de détecter ladite au moins une zone de casse à partir des images acquises par ladite au moins une caméra et d’une base de données d’apprentissage. Par exemple, le modèle d’intelligence artificielle peut correspondre à un modèle SAM et préférentiellement à un modèle SAM de type ViT. Brève description des figures La présente invention et ses avantages apparaîtront mieux dans la description suivante de plusieurs modes de réalisation donnés à titre d’exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : La FIG. 1 est une vue en perspective d’un système de recyclage de fenêtres usagées selon un mode de réalisation de l’invention ; La FIG. 2 est une vue en perspective du poste d’analyse et de l’entrée du poste de casse du système de la FIG. 1 ; La FIG. 3 est une représentation schématique en perspective du poste d’analyse et du poste de casse de la FIG. 1 ; La FIG. 4 est une vue en perspective de dessus du poste casse du système de la FIG. 1 ; La FIG. 5 est une représentation temporelle des signaux d’actionnement du poste casse du système de la FIG. 1 ; et La FIG. 6 est une vue en perspective du poste d’extraction du système de la FIG. 1 . Description détaillée de l’invention La FIG. 1 illustre un système de recyclage de fenêtres usagées 10 comprenant un poste de chargement 11 , un poste de casse du verre 12 , un poste d’extraction du verre 13 et un poste d’extraction du cadre 14 . Entre ces différents postes, des convoyeurs sont utilisés pour déplacer les fenêtres usagées. Tel qu’illustré sur la FIG. 1 , un premier convoyeur incliné 15 est utilisé pour acheminer les fenêtres usagées depuis le poste de chargement 11 jusqu’au poste de casse 12 du verre. Plus précisément, le poste de chargement 11 peut comporter un portique avec un tapis amorti, de sorte que les opérateurs puissent jeter la fenêtre usagée sur le tapis qui amortit alors la chute de la fenêtre pour éviter de briser le verre dans cette phase. Tel qu’illustré sur la FIG. 1 , le portique peut avantageusement intégrer des boutons d’arrêt d’urgence, afin que les opérateurs puissent stopper le fonctionnement du système de recyclage 10 s’il détecte une anomalie ou le blocage d’une fenêtre usagée. Lorsque les fenêtres usagées arrivent au niveau du poste de casse 12 du verre, elles sont déplacées par un second convoyeur 16 , préférentiellement horizontal. Ce convoyeur 16 déplace séquentiellement les fenêtres usagées devant un dispositif de vision intelligent 17 . Ce dispositif de vision intelligent est placé dans un poste d’analyse 18 qui vise à détecter les zones de casse de la fenêtre usagée pour laquelle une partie du vitrage peut être cassée en limitant le risque de contaminer le verre obtenu par des éléments de cadre internes ou externes à la fenêtre usagée. Le dispositif de vision intelligent 17 peut comporter une ou plusieurs caméras avec des modèles d’intelligence artificielle associés au traitement d’images reçues par l’au moins une caméra. De préférence, l’intelligence artificielle associée à l’au moins une caméra est un modèle de type SAM pour « Segment Anything Model » dans la littérature anglo-saxonne. Ce modèle s’appuie sur une architecture ViT pour « Vision Transformer » dans la littérature anglo-saxonne. Suite à une phase d’apprentissage de ce modèle d’intelligence artificielle, dans laquelle des images de fenêtres sont fournies avec des labels correspondant aux zones propices sur lesquelles la casse doit être réalisée, l’intelligence artificielle est capable d’identifier les zones à casser pour une nouvelle fenêtre usagée. Quel que soit le modèle d’intelligence artificielle utilisé, par exemple un modèle RBF, le modèle ResNet ou encore un modèle VGG, le processus d’apprentissage est similaire et requiert des données d’apprentissage labellisées pour que le poste d’analyse 18 puisse déterminer les surfaces de la fenêtre usagée à casser. De préférence, au lieu d’utiliser un grand nombre de données labellisées, le modèle peut être pré-entraîné sur un dataset générique, par exemple le dataset JFT-300M qui comporte 300 millions d’images. Ensuite, le modèle peut être spécialisé sur une tâche de segmentation spécifique avec le dataset SA-1B qui est un dataset qui comprend 11 millions d’images pour 1 milliard de masques. Avec ces deux phases de spécialisation, le modèle a une grande capacité de généralisation. Ensuite, ce modèle peut être spécialisé à l’application de détection des zones de casse, en utilisant la méthode LoRA pour « Low-Rank Adaptation » dans la littérature anglo-saxonne, qui permet de spécialiser un modèle sur une tâche donnée en utilisant un jeu de données de faible taille, par exemple moins de 1000 données d’apprentissage labellisées. A l’issue de cette phase d’apprentissage, le modèle est donc capable de détecter les zones de verre à casser en fonction de la fenêtre spécifique disposée sous le poste d’analyse 18 . Après être passé dans ce poste d’analyse 18 , la fenêtre usagée est donc convoyée dans le poste de casse 12 , tel qu’illustré sur la FIG. 3 . Ce poste de casse intègre une matrice de marteaux 9 qui sont utilisés pour casser uniquement les zones de casse détectées par le poste d’analyse 18 . Chaque marteau peut comporter un corps cylindrique dont une extrémité est pourvue d’un électroaimant, de sorte que chaque marteau puisse être commandée indépendamment pour casser une partie seulement de la fenêtre en fonction des parties détectées par le poste d’analyse 18 . Plus précisément, chaque marteau 19 est donc mobile entre deux positions, une position de repos et une position d’activation, qui est contrôlée par un dispositif d’activation dédié. Ce dispositif d’activation est préférentiellement un électroaimant, mais d’autres moyens d’activation pourraient être mis en œuvre, tels qu’un vérin hydraulique ou pneumatique. Dans l’exemple de la FIG. 3 , l’électroaimant est naturellement activé pour maintenir le marteau 19 au-dessus de la fenêtre usagée, et seuls les marteaux 19 à activés sont relâchés en désactivant le champ magnétique fourni à l’électroaimant, de sorte que celui-ci tombe par gravité sur les parties détectées de la fenêtre usagée. Lorsque les marteaux 19 à activer ont été déplacés dans la position d’activation, ceux-ci peuvent être remontés par tout moyen, par exemple lorsque les marteaux 19 sont associés à des vérins, les vérins peuvent être redéplacés dans la position de repos. De préférence, dans le mode de réalisation illustré sur la FIG. 3 , le poste de casse 12 comporte une grille configurée pour déplacer les marteaux activés dans la position de repos après l’étape de casse, c’est-à-dire après déplacement des marteaux 19 à activer en fonction de la topologie de la fenêtre. Tel qu’illustré sur la FIG. 4 , le poste de casse 12 peut comporter un accès de maintenance avec un dispositif permettant de relever la matrice de marteaux 19 pour changer éventuellement l’un des marteaux 19 . Par ailleurs, lorsque la fenêtre est déplacée sous le poste de casse 12 , tous les marteaux 19 destinés à être activés peuvent être activés simultanément, mais il est également possible d’activer séquentiellement les différents marteaux 19 . Tel qu’illustré sur la FIG. 5 , une onde ou une ligne de la matrice est activée séquentiellement, de sorte à casser les différentes parties vitrées de la fenêtre à casser séquentiellement. Dans l’exemple de la FIG. 5 , le cycle commence pendant 120 secondes en déplaçant la fenêtre à casser jusqu’au poste d’analyse 18 . Le dispositif de vision intelligent 17 est ensuite utilisé et commandé par la mise à l’état bas du signal L ecture caméra pendant une durée prédéterminée, par exemple 20 secondes. Pendant cette durée, le convoyeur 16 est déplacé par l’activation du signal M ont er chariot . Après cette phase d’analyse, le signal L ecture caméra est remis à l’état haut et les électroaimants sont activés pour maintenir les marteaux 19 . Dans cette phase, le cycle de dents représente l’activation de la grille qui remonte l’ensemble des marteaux. Après la remontée et la fixation des marteaux 19 par les électroaimants, le déplacement horizontal du chariot est activé pendant une durée de 40 secondes, de sorte à mettre la fenêtre usagée sous les marteaux 19 et à activer séquentiellement l’ensemble des marteaux 19 nécessaires pour casser efficacement la fenêtre. A l’issue de cette phase, le signal D éplacement horizontal du chariot est une nouvelle fois activé pour extraire le reste de la fenêtre usagée du poste de casse 12 . Il est à noter que le signal L ecture caméra est également activé au moment où les marteaux 19 sont utilisés pour casser les parties de la fenêtre précédente, de sorte que plusieurs fenêtres puissent être analysées puis cassées séquentiellement. A l’issue de cette phase de casse, le verre est déplacé sous la fenêtre usagée et peut être extrait au cours du temps par un poste d’extraction du verre 13 , visible sur la FIG. 4 , au moyen d’un tapis roulant qui remplit préférentiellement une benne. De même, le reste du cadre peut être extrait par un convoyeur 24 jusqu’au poste d’extraction du cadre 14 qui remplit également une benne ou tout autre élément de stockage désiré, tel qu’illustré sur la FIG. 6 . L’invention permet ainsi de casser efficacement des fenêtres usagées, par exemple des fenêtres pouvant atteindre une largeur de 1 200 millimètres pour une hauteur de 2 200 millimètres et une épaisseur de vitrage allant jusqu’à 25 millimètres. Avec les marteaux 19 illustré sur la FIG. 3 , il est possible d’atteindre une force d’impact par gravité de 30 joules par marteau, de sorte que des épaisseurs de vitrage de 25 millimètres puissent être cassées efficacement. Pour cibler correctement les zones de casse, la matrice de marteaux 19 comporte par exemple entre 80 et 120 marteaux 19 , par exemple avec un entraxe entre chaque marteaux 19 compris entre 100 et 200 millimètres. L’invention permet ainsi de recycler efficacement et sans contamination entre 60 et 90 % du verre de fenêtres usagées. En outre, l’invention peut être utilisée pour traiter tous types de cadre, notamment les cadres en bois ou en PVC. De préférence, le poste d’extraction du cadre 14 est associé à une alvéole de stockage spécifique en fonction de la matière du cadre, de sorte que des campagnes de recyclage sont mises en œuvre pour une seule matière spécifique de cadre. Après une campagne de recyclage monomatière, la destination du poste d’extraction du cadre 14 peut être modifiée pour traiter une nouvelle campagne de recyclage monomatière, avec une matière différente. Ce déplacement de la destination du poste d’extraction du cadre 14 peut également être dynamique de sorte qu’un opérateur puisse orienter les cadres à recycler en fonction de leurs matières, par exemple au moyen d’un dispositif de commande. Par ailleurs, l’automatisation du système de recyclage permet de traiter en fonctionnement entre 6 à 7 tonnes de menuiseries par heure. L’invention permet donc d’automatiser et d’améliorer la recyclabilité des fenêtres usagées. Système de recyclage de fenêtres usagées (10) comprenant au moins un convoyeur configuré pour déplacer les fenêtres usagées entre plusieurs postes successifs : – un poste de chargement (11) pour l’introduction des fenêtres usagées ; – un poste de casse (12) du verre des fenêtres usagées permettant de collecter au moins une partie du verre des fenêtres usagées ; et – un poste d’extraction du cadre (14) ; caractérisé en ce que le système comporte également un poste d’analyse (18) disposé entre le poste de chargement (11) et le poste de casse (12), ledit poste d’analyse (18) étant doté d’au moins un dispositif de vision intelligent (17) permettant de détecter au moins une zone de casse de la fenêtre usagée pour laquelle une partie vitrée peut être cassée en limitant le risque de contamination du verre ; ledit poste de casse (12) comportant une matrice de marteaux (19) permettant de casser uniquement ladite au moins une zone de casse. Système de recyclage de fenêtres usagées selon la revendication 1, dans lequel chaque marteau (19) dudit poste de casse (12) est mobile entre deux positions : une position de repos et une position d’activation associée à une surface d’impact, chaque marteau (19) étant contrôlé par un dispositif d’activation dédié activé ou non en fonction de la présence ou non de ladite au moins une zone de casse au niveau de ladite surface d’impact dudit marteau (19). Système de recyclage de fenêtres usagées selon la revendication 2, dans lequel ledit dispositif d’activation dédié est un électroaimant. Système de recyclage de fenêtres usagées selon la revendication 2 ou 3, dans lequel ladite position de repos de ladite matrice de marteaux (19) est disposée au-dessus du poste de casse (12) de sorte que la gravité entraine le déplacement des marteaux (19) activés depuis la position de repos à la position d’activation. Système de recyclage de fenêtres usagées selon l’une des revendications 2 à 4, dans lequel ledit poste de casse (12) comporte une grille configurée pour déplacer les marteaux (19) activés dans ladite position de repos après une étape de casse. Système de recyclage de fenêtres usagées selon l’une des revendications 2 à 5, dans lequel les dispositifs d’activation des marteaux (19) sont activés séquentiellement de sorte à percuter successivement ladite au moins une zone de casse. Système de recyclage de fenêtres usagées selon la revendication 6, dans lequel l’activation séquentielle des dispositifs d’activation des marteaux (19) est configurée pour activer les marteaux (19) selon une onde ou une ligne de la matrice au niveau de ladite au moins une zone de casse. Système de recyclage de fenêtres usagées selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel le dispositif de vision intelligent (17) comporte au moins une caméra et un modèle d’intelligence artificielle permettant de détecter ladite au moins une zone de casse à partir des images acquises par ladite au moins une caméra et d’une base de données d’apprentissage. Système de recyclage de fenêtres usagées selon la revendication 8, dans lequel le modèle d’intelligence artificielle correspond à un modèle SAM. Système de recyclage de fenêtres usagées selon la revendication 9, dans lequel le modèle d’intelligence artificielle correspond à un modèle SAM de type ViT.