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Tri des chaussures : l'intelligence artificielle mise à contribution

Le recyclage des chaussures n'en est qu'à ses balbutiements. Une première série de travaux consiste à identifier automatiquement les chaussures en fonction de la liaison entre la semelle et la tige, afin de pouvoir séparer efficacement ces deux parties.

Déchets  |    |  Philippe Collet  |  Actu-Environnement.com
Tri des chaussures : l'intelligence artificielle mise à contribution

Pour l'instant, le recyclage des chaussures n'en est qu'à ses débuts. En cause : la complexité d'un produit constitué d'un assemblage d'en moyenne cinq matières différentes. Pour contourner cette difficulté, les travaux portent essentiellement sur le recyclage de la matière constituant les semelles, compte tenu de la proportion importante que représente cette partie dans le poids total d'une chaussure.

Le premier objectif des travaux en cours est de trouver un moyen efficace et rapide de séparer la semelle de la partie supérieure de la chaussure (appelée la « tige »). Pour atteindre cet objectif, le fabricant Eram a lancé le projet Zapateko, en partenariat avec le Centre européen des textiles innovants (Ceti) et l'École supérieure des technologies industrielles avancées (Estia). Soutenu par l'éco-organisme Refashion, le projet doit permettre de fixer le cahier des charges d'un futur démonstrateur de démantèlement des chaussures non-réutilisables. L'objectif est d'abord de reconnaître les modèles de chaussures pour ensuite les orienter vers un dispositif permettant un arrachage assisté de la semelle.

Reconnaître les différents modèles de chaussure

 
Une chaussure comporte beaucoup d'éléments masqués,
notamment des renforts, ce qui n'est pas adapté à une reconnaissance de la matière en surface
 
Gauthier Bedek, Eram
 
Le premier verrou à faire sauter est le tri des chaussures. Pour cela, Eram a retenu un tri basé sur la reconnaissance d'images, plutôt que sur le proche infrarouge. « Une chaussure comporte beaucoup d'éléments masqués, notamment des renforts, ce qui n'est pas adapté à une reconnaissance de la matière en surface », explique Gauthier Bedek, responsable innovation du groupe Eram. L'entreprise a donc constitué une base de données d'images des chaussures qu'elle commercialise et de celles vendues par le groupe Decathlon qui participe au projet. À chaque modèle de chaussure, sont associées les informations relatives à la composition de la semelle et à son mode d'assemblage. L'objectif est ensuite d'identifier les chaussures grâce à la reconnaissance d'images : l'installation identifie un modèle en comparant l'image qu'il « voit » à une base de données des chaussures qu'il est censé séparer. Ce processus est amélioré grâce à l'« apprentissage profond » (deep learning) qui permet d'enrichir le catalogue initial.

Le dispositif a été testé, avec succès , d'abord sur des chaussures neuves, puis sur des chaussures usées. Le test a aussi été effectué avec des chaussures dans différentes positions, sachant qu'elles sont le plus souvent disposées semelle contre le tapis, voire sur la tranche. L'objectif n'est pas nécessairement de reconnaître chaque modèle, mais plutôt de classer les chaussures convenablement en vue de la séparation de la semelle et de la tige. Ce classement dépend de plusieurs critères. Le premier est le type de liaison entre les deux parties de la chaussure : elles peuvent être soudées avec une colle, assemblées par vulcanisation, cousues ou injectées. La matière de la semelle est aussi à prendre en compte. Quatre grandes familles existent : le caoutchouc, le caoutchouc thermoplastique (TR, pour thermoplastic ruber), l'éthylène-acétate de vinyle(EVA) et le polyuréthane (PU).

Enfin, il convient aussi de distinguer les chaussures à talon des semelles plates. Dans les faits, il n'existe pas autant de catégories à identifier que l'ensemble des combinaisons d'assemblages et de matières le laisse penser. Les semelles en EVA et PU sont essentiellement des semelles injectées et le caoutchouc et le TR sont employés pour des semelles soudées ou soudées et cousues.

Arracher les semelles

Une fois les chaussures classées, il faut déterminer la bonne méthode de séparation de la semelle et de la tige. « Cette partie du projet est paradoxale : on demande à nos fournisseurs d'assembler fermement la semelle et la tige, et là on aimerait pouvoir les séparer rapidement »,constate Gauthier Bedek du groupe Eram. La solution envisagée est l'arrachage des deux parties après avoir chauffé la chaussure afin de « ramollir » les matériaux de liaison des modèles assemblés par soudure ou vulcanisation. L'objectif étant de trouver pour chaque famille de chaussures le bon compromis entre la température et la force nécessaires.

Plusieurs méthodes de chauffe sont à l'essai : immersion dans de l'eau chaude, emploi de vapeur d'eau, ou encore chauffage par induction. L'objectif est ici d'obtenir un dispositif qui assure une bonne cadence à l'ensemble de la chaîne de traitement, tout en limitant la consommation énergétique. Quant aux essais d'arrachage de la semelle, ils sont effectués avec les outils (des mâchoires) employés actuellement dans les laboratoires pour tester la bonne résistance des chaussures… Pour passer d'un outil de laboratoire à un équipement industriel, Eram travaille avec l'entreprise Kuka spécialisée dans les bras robotisés. L'objectif est de mettre au point un équipement capable d'appréhender automatiquement la chaussure pour en arracher la semelle.

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