Nous avons désespérément besoin de composter davantage pour sauver le monde ; comment l’IA et les données peuvent nous aider

Besoin de composter plus pour sauver le monde ; l'IA et les données peuvent aider

Le monde a un problème de déchets – et il s’aggrave chaque jour. On estime que les déchets atteindront 3,4 milliards de tonnes par an à l’échelle mondiale d’ici 2050, contre 2 milliards en 2016. Les déchets sont une cause majeure du changement climatique; les décharges sont une source importante d’émissions de gaz à effet de serre. Et cela, même si vous pouvez trouver des décharges; certains États commencent déjà à manquer de place.

Beaucoup considèrent le recyclage comme une solution au problème de la pollution plastique, mais le recyclage laisse beaucoup à désirer, surtout pour les emballages plastiques, la source de déchets qui croît le plus rapidement. Plus de 90% de tout le plastique, “recyclable” ou non, finit dans les décharges, aggravant ainsi notre problème de déchets. Une grande partie de ces déchets se transforme en microplastiques, créant ainsi des risques environnementaux et sanitaires encore plus importants.

Cela ne peut clairement pas continuer ainsi – et l’une des solutions qui pourrait aider à réduire la quantité de déchets qui obstruent le monde est la mise en place massive du compostage, en particulier pour les déchets alimentaires et les matériaux d’emballage. Aujourd’hui, seuls 27% des Américains ont accès à des programmes de compostage. Cela doit changer; et c’est en train de changer: en plus de l’investissement public accru dans les infrastructures de compostage, la technologie avancée, y compris l’IA, joue un rôle de plus en plus important pour rendre le compostage plus efficace, plus capable de traiter les plastiques compostables, développer de nouveaux matériaux compostables et même aider à modifier le comportement des consommateurs.

La technologie de tri alimentée par l’IA et la vision par ordinateur, et le compostage robotisé

Lorsque des camions de déchets arrivent dans les installations de compostage, leur contenu doit être trié, afin de s’assurer qu’il n’y a pas de contaminants qui pourraient perturber le processus de compostage ou donner un compost de mauvaise qualité. Ce tri est souvent un processus manuel et coûteux. Mais l’IA change cela; équipés de la vision par ordinateur, les trieurs robotisés peuvent rapidement éliminer 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 robotisé l’année dernière, elle n’a pas encore rejeté un seul chargement de déchets organiques; avant ce système, l’usine de compostage rejetait les déchets susceptibles de contenir même de petites quantités de contaminants, car il n’était tout simplement pas rentable de les trier.

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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 manière d’y parvenir est l’utilisation de filigranes numériques, de petits filigranes placés sur les emballages et autres articles de consommation, qui sont lus par un système avancé de vision par ordinateur, qui trie ensuite automatiquement les déchets dans le flux approprié. Ces filigranes sont particulièrement importants pour aider davantage de composteurs à accepter les plastiques compostables; car ils leur permettent de distinguer rapidement entre les plastiques compostables et les plastiques non compostables, qui sont très similaires à l’œil humain.

Le marquage numérique est une solution qui nécessite une coopération de l’industrie des emballages compostables, ainsi que des composteurs et des entreprises locales de gestion des déchets qui supervisent le compostage. Cela fonctionnera parfaitement si les fabricants de ces emballages acceptent d’utiliser ces marques, et si les composteurs disposent de l’équipement nécessaire pour les lire. Je crois que c’est possible.

Même sans le marquage numérique, il existe une technologie d’IA basée sur la vision par ordinateur qui peut identifier les compostables, y compris les plastiques. La technologie de tri avancée est particulièrement importante pour favoriser l’utilisation de plastiques compostables, car elle peut également orienter les plastiques compostables vers les conditions de compostage appropriées, qui peuvent souvent différer de celles requises pour les restes alimentaires ou de jardin, contribuant ainsi à une plus grande efficacité pour les composteurs. 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 de la durée du compostage. Le système utilise une technologie appelée imagerie hyperspectrale, qui utilise une imagerie avancée pour examiner les déchets, les analysant chimiquement et physiquement. L’apprentissage automatique est appliqué aux déchets entrants, le système améliorant ainsi ses capacités de tri à mesure que de nouveaux déchets entrent dans le système – au point que le système a un taux de précision 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

En ce qui concerne le 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 avancer le processus de compostage et en apportant des ajustements sur place pour garantir 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 produire un produit d’une qualité constante, ce qui est important pour les agriculteurs qui achèteront ce produit final.

Bien sûr, à la base de tout cela se trouve l’avancée 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 composent les plastiques, et la biodégradation. L’apprentissage automatique peut contribuer 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 et d’offrir plus de choix pour les caractéristiques des emballages. Par exemple, comme nous le comprenons bien grâce à notre propre travail, certaines marques peuvent avoir besoin d’un emballage ayant une barrière durable plus élevée que d’autres. Nous intégrons également une conception d’expériences et des systèmes de gestion de l’IA pour accélérer la recherche et le développement ainsi que la personnalisation de différents produits d’emballage afin de répondre au mieux aux besoins des consommateurs, ainsi qu’aux exigences de compostabilité.

Les avantages des technologies avancées 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 nourriture que les consommateurs gaspillent. Cela peut être utilisé pour modifier 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 développe des bacs à compostage intelligents utilisant la vision par ordinateur pour suivre la quantité de nourriture comestible gaspillée par les consommateurs. Alors que le gaspillage est soigneusement suivi dans d’autres parties des chaînes d’approvisionnement agricole et alimentaire, le gaspillage des consommateurs n’est pas bien suivi et n’est 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 encombrent les décharges et contribuent aux émissions de gaz à effet de serre, ainsi qu’à d’autres risques environnementaux et sanitaires. La technologie pourrait aider le compostage à aller encore plus loin, ouvrant la voie à un avenir plus prometteur pour la planète et pour l’humanité.

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