Nous devons absolument composter plus pour sauver le monde ; Comment l’IA et les données peuvent aider

Le monde a un problème de déchets – et cela empire de jour en jour de jour en jour. Les déchets devraient atteindre 3,4 milliards de tonnes par an dans le monde d’ici 2050, contre 2 milliards en 2016. Les déchets sont un contributeur majeur au changement climatique ; les décharges sont une source majeure d’émissions de GES. Et cela, même si vous pouvez trouver des décharges ; certains États commencent déjà à manquer d’espace.

Beaucoup regardent le recyclage comme une solution au problème de la pollution plastique, mais le recyclage laisse beaucoup à désirer, en particulier pour les emballages en plastique, la source de déchets la plus rapide. Plus de 90% de tous les plastiques, « recyclables » ou non, finissent dans les décharges, aggravant encore notre problème de déchets. Beaucoup de cela finissent par devenir microplastiques, créant ainsi des risques environnementaux et sanitaires encore plus grands.

Cela ne peut pas continuer – et l’une des solutions qui pourrait aider à réduire la quantité de déchets qui encombre le monde est la mise en œuvre massive du compostage, en particulier pour les matériaux alimentaires et d’emballage. Aujourd’hui, seulement 27% des Américains ont accès à des programmes de compostage. Cela doit changer ; et cela commence à changer : avec une augmentation des investissements publics dans les infrastructures de compostage, les technologies avancées, y compris l’IA, jouent un rôle de plus en plus important pour rendre le compostage plus efficace et plus facile à gérer, en particulier pour les plastiques compostables ; en développant de nouveaux matériaux compostables ; et même en aidant à changer le comportement des consommateurs.

Technologie de tri basée sur l’IA et la vision par ordinateur et compostage robotique

Lorsque des camions de déchets arrivent dans les installations de compostage, le contenu doit être trié, en veillant à ce qu’il n’y ait pas de contaminants, car cela perturberait le processus de compostage ou entraînerait un compost de mauvaise qualité. Ce tri est souvent un processus manuel et coûteux. Mais l’IA est en train de changer cela ; équipée de vision par ordinateur, les trieuses robotiques peuvent rapidement enlever les contaminants des camions de déchets compostables. Cela permet aux installations de compostage d’accepter plus de déchets en général, et de réduire les coûts et le temps de tri. Par exemple, depuis que la ville de San Antonio, au Texas, a commencé à utiliser un tel tri robotique l’an dernier, elle n’a pas rejeté un seul camion de déchets organiques ; avant ce système, l’usine de compostage rejetait les déchets qui contenaient probablement même de petites quantités de contaminants, car il n’était simplement pas rentable de les trier.

La technologie d’imagerie avancée peut également être utilisée pour trier les déchets dans les installations générales, en identifiant les matériaux compostables et en les dirigeant vers les canaux appropriés. Une façon de réaliser cela est à travers la mise en page numérique, dans laquelle de petites marques d’eau sont placées sur les emballages et les autres articles de consommation, qui sont lues par un système de vision par ordinateur avancé, qui trie ensuite automatiquement les déchets dans le flux approprié. Ces marques d’eau sont particulièrement importantes pour aider les composteurs à accepter les plastiques compostables ; car elles leur permettent de distinguer rapidement les plastiques compostables et non compostables, qui semblent très similaires à l’œil humain.

La mise en page numérique est une solution qui nécessite une coopération entre l’industrie de l’emballage compostable, les composteurs et les sociétés de gestion des déchets locales qui supervisent le compostage. Cela fonctionnera parfaitement si les fabricants de ces emballages acceptent d’utiliser ces marques, et si les composteurs ont l’équipement pour les lire. Je crois que c’est possible.

Même sans mise en page numérique, il existe des technologies d’IA et de vision par ordinateur qui peuvent identifier les compostables, y compris les plastiques. Les technologies de tri avancées sont particulièrement importantes pour faire progresser l’utilisation des plastiques compostables, car elles peuvent également diriger les plastiques compostables vers les conditions de compostage appropriées, qui peuvent souvent différer de celles requises pour les déchets alimentaires ou de jardin, aidant ainsi les composteurs à améliorer leur efficacité. Par exemple, une équipe britannique a développé un système basé sur des capteurs qui trie les compostables en fonction du type, des exigences du système de compostage et du temps de compostage. Le système utilise une technologie appelée imagerie hyperspectrale (HSI), qui utilise l’imagerie avancée pour examiner les déchets, en les analysant à l’aide d’une analyse chimique et physique. L’apprentissage automatique est appliqué aux déchets entrants, le système améliorant ses capacités de tri à mesure que de nouveaux déchets entrent dans le système – à tel point que le système a un taux d’exactitude de 99%, avec tous les matériaux compostables traités de la manière la plus efficace possible.

Accélérer le compostage et la découverte de nouveaux matériaux compostables

Lorsqu’il s’agit du processus de compostage lui-même, les capteurs, ainsi que la vision par ordinateur basée sur l’IA, peuvent également surveiller les conditions telles que la chaleur et l’humidité, en veillant à ce qu’elles soient idéales pour faire progresser le processus de compostage, et en effectuant des ajustements sur place pour assurer un compostage plus rapide et de meilleure qualité. L’IA peut prédire quand le compost sera prêt, un autre facteur clé pour rendre le processus plus efficace et produisant un produit de qualité constante, et important lorsqu’on s’adresse aux agriculteurs qui achèteront ce produit final.

Bien sûr, tout ceci repose sur le progrès des plastiques compostables, un domaine où l’IA et l’apprentissage automatique peuvent apporter une contribution importante. Selon les chercheurs, il reste encore beaucoup à découvrir sur la relation entre les polymères, qui constituent les plastiques, et la biodegradation. L’apprentissage automatique peut aider à accélérer l’analyse et la classification des polymères existants et à développer de nouveaux polymères. L’élargissement de la bibliothèque de polymères disponibles pour les emballages compostables est essentiel, car cela permettra de réduire les coûts, ainsi que d’offrir plus de choix pour les caractéristiques des emballages. Par exemple, comme nous le savons bien grâce à notre propre travail, certaines marques peuvent avoir besoin d’emballages qui ont une barrière plus durable que d’autres. Nous intégrons également une conception d’expériences et des systèmes de gestion de l’IA pour aider à accélérer la recherche et le développement et la personnalisation de différents produits d’emballage pour répondre aux besoins des consommateurs, ainsi qu’aux exigences de compostabilité.

Les avantages de la technologie avancée vont au-delà de l’emballage. L’IA et la vision par ordinateur peuvent également aider à créer des ensembles de données sur la quantité de déchets alimentaires que les consommateurs gaspillent. Cela peut être utilisé pour changer le comportement des consommateurs, qui est l’un des facteurs les plus importants pour réduire l’impact sur l’environnement. Par exemple, l’Université d’État de l’Oregon est en train de développer des composteurs intelligents qui utilisent la vision par ordinateur pour suivre la quantité de déchets alimentaires que les consommateurs gaspillent. Alors que les déchets sont soigneusement suivis dans d’autres parties de la chaîne d’approvisionnement alimentaire, les déchets des consommateurs ne sont pas suivis avec soin et ne sont pas bien compris.

Il y a de nombreuses raisons pour lesquelles le compostage est la solution ultime pour réduire les déchets et les plastiques qui encombrement les décharges et contribuent aux émissions de gaz à effet de serre, ainsi qu’aux autres risques environnementaux et sanitaires. La technologie pourrait aider le compostage à faire quelques pas de plus, ouvrant la voie à un avenir plus prometteur pour la planète et pour l’humanité.