De la ferraille à la matière première : L'intelligence artificielle au service d'une économie circulaire efficace

Le projet Car2Car développe des technologies pour un recyclage optimisé des véhicules en fin de vie

27.04.2023 - Allemagne

Dans le cadre du projet Car2Car, des recycleurs et des scientifiques s'attaquent aux défis liés à la fermeture des boucles de matériaux. L'accent est mis sur l'amélioration de la qualité des matières premières secondaires provenant des véhicules en fin de vie grâce à des solutions innovantes de démontage, de détection et de traitement automatisés et précis. L'Institut Helmholtz de Freiberg pour la technologie des ressources, un institut du HZDR, apporte son expertise en matière de reconnaissance des matériaux à l'aide d'une technologie de capteurs basée sur la spectroscopie, ainsi que des solutions efficaces de traitement des données. Le projet Car2Car vise à augmenter la proportion de matériaux secondaires dans les nouveaux véhicules comme condition préalable à la fermeture des boucles de matériaux dans une économie circulaire.

BMW AG

Le projet Car2Car développe des processus de démontage et de tri pour la réutilisation des matières premières contenues dans les véhicules en fin de vie.

Les objectifs de protection du climat et les risques liés aux chaînes d'approvisionnement mondiales en matières premières posent également des défis particuliers à l'industrie automobile. Afin d'adapter les véhicules, les transports et la mobilité à l'avenir, le ministère fédéral allemand de l'économie et de l'action climatique (BMWK) a lancé le programme de financement "Nouvelles technologies des véhicules et des systèmes". Ce programme soutient le développement et le prototypage de nouvelles technologies d'ici à la fin de 2025 afin de renforcer l'innovation et la viabilité future de l'industrie allemande sur le long terme. Michael Kellner, secrétaire d'État parlementaire au BMWK, souligne : "Une transformation réussie des fabricants et des fournisseurs du secteur automobile est essentielle pour l'Allemagne en tant que site industriel. Une économie circulaire forte, qui conserve et recycle les ressources, est une étape importante vers la neutralité climatique et sécurise en même temps les chaînes d'approvisionnement. Les projets d'innovation dans ce domaine sont donc d'une grande importance. Le programme de financement BMWK contribue à renforcer la création de valeur industrielle, notamment en réduisant la dépendance de l'industrie automobile à l'égard des importations de matières premières et en garantissant l'approvisionnement de l'industrie en matières premières à long terme.

Car2Car - concepts durables en boucle fermée pour le recyclage des véhicules

Dans le cadre du projet Car2Car financé par le BMWK, des experts de l'industrie automobile, des institutions scientifiques et de l'industrie du recyclage collaborent à l'élaboration de concepts de recyclage durable pour les principaux groupes de matériaux de l'industrie automobile (acier, aluminium, verre, plastique et cuivre). Le consortium évalue des solutions pour un désassemblage automatisé et pour une séparation et un traitement améliorés des ressources secondaires de haute qualité et de type pur. Dans le cadre d'une expérience à grande échelle, l'ensemble de la chaîne de traitement, depuis les pièces détachées jusqu'à la réutilisation des matières premières recyclées dans de nouvelles voitures, est démontré et analysé à l'aide de 500 véhicules en fin de vie fournis par le chef de file du projet, la société BMW AG. L'expertise respective des différents partenaires du projet permet de poursuivre le développement des étapes de processus pertinentes tout au long de la chaîne et de fournir les informations nécessaires pour compléter l'analyse des modèles de flux de matières. Des évaluations écologiques et économiques supplémentaires garantiront l'évolutivité industrielle, la réduction effective des gaz à effet de serre et la viabilité économique.

L'intelligence artificielle au service d'une économie circulaire efficace

L'utilisation des technologies numériques et de l'intelligence artificielle (IA) peut contribuer à l'automatisation et à l'accélération des processus de recyclage qui étaient auparavant réalisés manuellement. Par exemple, le processus de désassemblage présente un immense potentiel pour des niveaux d'automatisation plus élevés lorsque l'on utilise la technologie des robots. L'intégration de systèmes de détection optique combinés à la détection assistée par ordinateur des types de matériaux dans les processus de post-broyage permet d'augmenter considérablement la qualité et la pureté des matériaux recyclés (aluminium, acier, verre, cuivre et plastique). Le succès des différentes étapes de traitement est déterminé sur la base d'échantillons représentatifs tout au long de la chaîne de traitement. La caractérisation des échantillons constitue la base de données pour l'évaluation technico-économique et l'équilibrage des flux de matériaux.

L'Institut Helmholtz de Freiberg pour la technologie des ressources (HIF) du HZDR développe depuis plusieurs années des solutions pour l'identification non invasive des matières premières à l'aide de capteurs. Au cours de la campagne Car2Car, qui porte sur 500 véhicules hors d'usage, une technologie de détection basée sur la spectroscopie de décomposition induite par laser (LIBS) combinée à des capteurs optiques à haute résolution sera utilisée pour l'identification précise des types de métaux et d'alliages dans le flux de particules déchiquetées. La performance de la technologie des capteurs LIBS pour démêler les composants pertinents dans les mélanges de matériaux sera examinée à l'aide de l'installation de démonstration à petite échelle installée au HIF. Actuellement, les processus de recyclage dans le secteur automobile sont associés à un niveau élevé de travail manuel ainsi qu'à une pureté limitée des matériaux et ne sont donc économiquement intéressants que pour un très petit nombre de composants de véhicules. La technologie des capteurs et l'intelligence artificielle permettent d'automatiser et d'accélérer ces processus. Les scientifiques espèrent également que les résultats de la recherche permettront de découvrir de nouvelles possibilités pour les polymères et leurs composés avec les métaux. "Les métaux et les plastiques sont souvent étroitement liés dans les produits en fin de vie. C'est pourquoi nous voulons poursuivre le développement de la technologie des capteurs afin qu'elle permette non seulement de faire la distinction entre les métaux et les polymères, mais aussi d'identifier les types spécifiques de matériaux. Cela serait essentiel pour améliorer la qualité des produits recyclés, condition indispensable à la réutilisation des matières premières contenues dans les véhicules en fin de vie", explique Margret Fuchs, scientifique dans le domaine de la technologie des capteurs et de la spectroscopie au HIF.

Les données et les résultats obtenus lors du test à grande échelle de Car2Car permettront d'améliorer les technologies actuellement disponibles dans le domaine du recyclage automobile et pourront également être appliqués à d'autres mélanges de matériaux provenant d'autres flux de recyclage à l'avenir. Les chercheurs considèrent principalement les aciers faiblement alliés, l'aluminium, les polymères et les composites cuivre-acier comme des représentants clés des ressources et testent le potentiel de fermeture de leurs boucles de matériaux. Le développement et l'intégration de nouvelles technologies pour une caractérisation robuste et rapide des flux de matériaux permettront de franchir de nouvelles étapes vers une économie du recyclage efficace et compétitive.

Le projet de financement Car2Car est composé des partenaires suivants :

  • BMW AG
  • TU Bergakademie Freiberg (Institut MVTAT, Institut IEST, Institut IGT)
  • Institut Helmholtz de Freiberg pour la technologie des ressources (HIF) au Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf
  • Université technique de Munich (chaire d'économie circulaire, chaire fml, institut iwb)
  • Scholz Recycling GmbH
  • STEINE

Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.

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