EP2782685A1 - Method and system for identifying and separating wood for recycling - Google Patents

Method and system for identifying and separating wood for recycling

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Publication number
EP2782685A1
EP2782685A1 EP12806555.4A EP12806555A EP2782685A1 EP 2782685 A1 EP2782685 A1 EP 2782685A1 EP 12806555 A EP12806555 A EP 12806555A EP 2782685 A1 EP2782685 A1 EP 2782685A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sample
samples
chemical elements
spectral information
wood
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12806555.4A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Arnault CRAPEZ
Denis Chretien
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
d'Economie Mixte d'Actions pour la Revalorisation des Dechets et des Energies Locales Ste
Original Assignee
d'Economie Mixte d'Actions pour la Revalorisation des Dechets et des Energies Locales Ste
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by d'Economie Mixte d'Actions pour la Revalorisation des Dechets et des Energies Locales Ste filed Critical d'Economie Mixte d'Actions pour la Revalorisation des Dechets et des Energies Locales Ste
Publication of EP2782685A1 publication Critical patent/EP2782685A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/04—Sorting according to size
    • B07C5/12—Sorting according to size characterised by the application to particular articles, not otherwise provided for
    • B07C5/14—Sorting timber or logs, e.g. tree trunks, beams, planks or the like
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/71—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light thermally excited
    • G01N21/718—Laser microanalysis, i.e. with formation of sample plasma

Definitions

  • the invention relates to the field of identification and automatic sorting of wood-based materials, including wood recycling.
  • Recycling wood is defined as all wood-based products in the industry, such as unpainted wooden pallets, crates, and wooden packaging, as well as clean wood without paint and varnish impregnation.
  • This first category is classified as Class A wood.
  • Other products such as branches, wood chips, stumps, display cases and trunks, furniture made from wood particles such as melamine ( office, table, cupboard), the frames, the doors without glass with hinges and handle, ... are classified as class B wood.
  • the sorting process essentially concerns the sorting of materials, in particular metals, loose objects, printed paper or cardboard, ....
  • WO 2008/1 10017 discloses a system and method for monitoring features of wood products. Said characteristics of wood and similar materials, such as the average uncompressed orientation of fibers in composite fibrous materials, moisture content, density, microfibrillar orientation, wood species and strength, can be evaluated on the basis of measurements made with terahertz (THZ) electromagnetic signals.
  • TTZ terahertz
  • EP 1533045 relates to a method and an assembly for separating wooden products and paper products in a continuous flow of solid waste. This set uses lamps emitting in a range of wavelengths between infrared and ultraviolet that cooperate with a CCD or NIR camera for radiation detection and material identification by spectrography.
  • International application WO 2009/075580 relates to a method and a system for measuring and identifying one or more objects such as paperboards.
  • the method includes analyzing reflected, scattered and / or transmitted light from a laser beam through the material; then to determine the type of material.
  • European patent EP 1483062 relates to a system for identifying and / or sorting objects comprising an advancement device for advancing the objects; a radiation emitting device for emitting radiation which is modified by the advancing material; a detector for detecting the modified radiation; and an analyzer for analyzing the modified radiation.
  • the system includes a spectral analyzer for detecting the modified radiation at a plurality of narrow wavelength bands in the visible or invisible spectrum to determine the color and / or composition of the objects.
  • US patent application 20100185319 relates to a device and a method for separating metal objects, household waste, small pieces of glass or any other bulk material using a blowing device provided with blowing nozzles arranged on a chute section disposed downstream of a conveyor belt.
  • Said device is based on an X-ray emission-reception system associated with fan nozzles. Everything is managed by a computer.
  • the systems and processes mentioned above are not optimized for treating recycling wood waste and objectively determining their chemical properties.
  • the invention aims to remedy at least one of the disadvantages of the state of the art by proposing a method for identifying and sorting wood-based materials, characterized in that it comprises the following steps:
  • each of said samples exposing each of said samples to at least one laser source for emitting monochromatic radiation to ablate each sample and generate, for said sample, emission whose wavelengths correspond to those of chemical elements present in the sample,
  • a wood sample is considered a piece of wood of any shape and size and that either of these terms can be used alternately.
  • the method uses the spectral analysis technology known as LIBS (Laser Induced breakdown Spectroscopy), which plans to generate a plasma by focusing a laser beam (monochromatic radiation) on a sample of material and to decompose the radiation composed of emission lines from the plasma.
  • LIBS Laser Induced breakdown Spectroscopy
  • the spectral information obtained can take the form of a continuous spectrum or of several parts of discontinuous spectra, which can each be reduced to a single wavelength.
  • one or more physical quantities can be obtained, such as the intensity (for example, expressed as the number of "shots" or photons detected) or the energy of one or more emission lines. characteristics of a chemical element and that were detected in the sample analyzed.
  • the process comparison step makes it possible to identify, on the one hand, the samples of recycled wood that are considered recyclable because they contain predetermined chemical elements whose content is authorized and, on the other hand, the samples of which at least one content of one of the predetermined elements exceeds the authorized threshold (rejected samples).
  • the reference signature or signatures form a "screening map" which sets the thresholds of acceptability for all the chemical elements (predetermined list) that are to be identified in the samples to be analyzed and sorted.
  • the comparison step envisages comparing, with a set of threshold values, one of the following physical quantities: intensities or energies of said at least some of the emission lines of the chemical elements present in each sample, contents chemical elements present in each sample which are derived from said at least some of the emission lines of said chemical elements.
  • the samples to be accepted for recycling and to reject are easily and quickly determined.
  • the intensity is directly derived from each transmission line signal detected by a detector of a spectrometer and therefore does not require a complex data processing.
  • Comparing the contents or concentrations of the elements with threshold content or concentration values generally requires the use of previously obtained calibration curves that map a concentration or grade to an intensity for a given element.
  • This or these reference signatures may be in the form of a set of threshold values or in the form of a reference spectrum integrating the set of threshold values.
  • the method comprises a preliminary calibration step making it possible to obtain, from a plurality of reference samples of recycling wood, which comprise a plurality of chemical elements whose content of at least one chemical element varies from one sample to another, a set of pairs of calibration values for each element, each pair of values of an element connecting the intensity of the emission line or lines of said element to its content .
  • the method comprises a step of determining the content of the chemical elements present in each sample from the spectral information obtained from the emission lines from said sample and the pairs of calibration values.
  • the chemical composition of the samples with respect to the detected chemical elements can thus be determined in addition to the sorting function provided by the process.
  • the monochromatic radiation emitted has a wavelength that is likely to be between 266 nm and 1064 nm.
  • a wide choice of wavelengths is possible for the laser source to sort wood recycling samples using LIBS technology.
  • the monochromatic radiation takes the form of a light pulse emitted at a rate which is between 1 and 1000 Hz.
  • a wide choice of rates or firing frequencies makes it possible to adjust the number of shots (pulses) to the number of samples and / or their speed of movement on a feed device (eg conveyor).
  • the light pulse is more particularly emitted at a rate which is between 100 and 1000 Hz.
  • the monochromatic radiation takes the form of a light pulse which has a duration of between 1 and 100 nanoseconds.
  • the choice of such a duration is adapted to the recycling wood sorting process.
  • the monochromatic radiation takes the form of a light pulse which has an energy of between 1 and 800 milli-joules.
  • the method comprises a step of determining the volume of each sample.
  • the volume determination is performed by volume reconstruction from three-dimensional optical measurements of the sample.
  • this determination / evaluation is carried out in a simple manner, by means of at least one 3D camera which, generally, is arranged upstream of the laser source or sources with respect to the direction of movement of the samples.
  • the method comprises a step of determining the mass of the chemical elements present in each sample from their determined content and the volume of the sample. According to a possible characteristic, the method comprises a step of determining the geometric coordinates (X, Y, Z) of each sample by optical measurement (s).
  • This step can also be performed using a 3D camera.
  • This step makes it possible to determine the position of a sample on an advancement device (eg conveyor) of the samples.
  • an advancement device eg conveyor
  • the method comprises a step of adjusting the position, on the sample, of the monochromatic radiation emitted by the at least one laser source as a function of at least some (Z) of the geometric coordinates of the sample .
  • This spatial information can be used to adjust the position of the chromatic radiation (light pulse or laser beam) on the sample. It is thus possible, for example, to position (focus) the radiation on a given area of the sample.
  • a given depth (Z position) can thus be chosen to position the radiation for example to take into account the presence of a coating (eg varnish) on the sample.
  • a coating eg varnish
  • the plurality of samples is exposed to the monochromatic radiation emitted by the at least one laser source without prior treatment of said samples.
  • the sorting method is thus able to sort any type of piece or sample of recycled wood regardless of its shape and dimensions.
  • the use of a 3D volume (remote) reconstruction of the sample is also advantageous for estimating the volume of a non-regular shaped part.
  • the spectral information can be obtained over a range of wavelengths ranging from ultraviolet to infrared.
  • the use of a wide range of spectral detection makes it possible to detect emission lines characteristic of certain chemical elements present in the samples and which are not only in the visible spectrum.
  • spectral values are obtained for separate wavelengths so as to obtain discontinuous spectral information.
  • Obtaining monochromatic signals as spectral information makes it possible to simplify process data processing (especially in the comparison step) by using a reduced volume of data.
  • the computing resources are therefore less used and may possibly be of a size adapted to handle a more reasonable data volume than if it were to process all the data of a continuous spectrum.
  • the invention also relates to a system for identifying and sorting wood-based materials, characterized in that it comprises:
  • At least one laser source for emitting monochromatic radiation which is able to ablate each sample for the purpose of generating emission lines whose wavelengths correspond to those of chemical elements present in said sample
  • comparison means with one or more previously obtained reference signatures, spectral information thus obtained or physical quantities from said spectral information,
  • the reference signature (s) previously obtained defines a set of threshold values which are each representative of a threshold of acceptability of the content of a chemical element that is likely to be present in a wood sample. recycling.
  • the comparison means provide for comparing, with a set of threshold values, one of the following physical quantities: intensities or energies of said at least some of the emission lines of the chemical elements present in each sample, contents of the chemical elements present in each sample which are derived from said at least some of the emission lines of said chemical elements.
  • the system comprises calibration means making it possible to obtain, from a plurality of reference samples of recycling wood, which comprise a plurality of chemical elements whose content of at least one element The chemical composition varies from one sample to another, a set of pairs of calibration values for each element, each pair of values of an element connecting the intensity of the emission line or lines of said element to its content.
  • the system comprises means for determining the content of the chemical elements present in each sample from the spectral information obtained from the emission lines originating from said sample and the pairs of calibration values.
  • the means for obtaining the spectral information comprise, more particularly:
  • the means for obtaining the spectral information comprise a spectrometer.
  • the monochromatic radiation emitted has a wavelength that is likely to be between 266 nm and 1064 nm.
  • the monochromatic radiation takes the form of a light pulse emitted at a rate which is between 1 and 1000 Hz.
  • the light pulse is more particularly emitted at a rate which is between 100 and 1000 Hz.
  • the monochromatic radiation takes the form of a light pulse which has a duration of between 1 and 100 nanoseconds.
  • the monochromatic radiation takes the form of a light pulse which has an energy of between 1 and 800 milli-joules.
  • the system comprises means for determining the volume of each sample.
  • the volume determination is performed by volume reconstruction from three-dimensional optical measurements of the sample.
  • the means for determining the volume of each sample comprise a 3D camera.
  • the system comprises means for determining the mass of the chemical elements present in each sample from their determined content and the volume of the sample.
  • the system comprises means for determining the geometric coordinates (X, Y, Z) of each sample by optical measurement (s).
  • the system comprises means for adjusting the position, on the sample, of the monochromatic radiation emitted by the at least one laser source as a function of at least some (Z) of the geometrical coordinates of the sample.
  • the means for determining the geometric coordinates of each sample comprise a 3D camera.
  • the sorting device is able to direct the samples of the plurality of samples differently according to the result of the comparison.
  • the means for feeding a plurality of samples comprise a device that is able to move the samples in a direction of advancement.
  • FIG. 1 shows a block diagram of a LIBS technology used in a method of identifying and sorting wood samples according to one embodiment
  • FIG. 2 shows a schematic diagram of the system for identifying and sorting wood materials
  • FIGS. 6A and 6B illustrate the principle of applying a mean filter and an erosion filter
  • FIG. 7 illustrates the calculation of the Chi 2 distance between a central spectrum and two other spectra
  • FIG. 8 shows a table of content of the components observed in a natural biomass and their detection thresholds.
  • FIG. 9 illustrates another example of a system for identifying and sorting wood materials.
  • the method of sorting materials, parts or samples of recycling wood according to one embodiment of the invention uses a so-called LIBS technology mentioned above.
  • This technology uses the principle of analysis of atomic emissions from plasma produced by a laser and is illustrated in Figure 1.
  • a light pulse delivered by a laser 2 is focused on a sample / piece 1.
  • This pulse has a duration of a few nanoseconds (1 to 100 ns) for an energy of the order of several milli-joules (1 800 mJ), for example equal to 500 mJ.
  • the light pulse is a monochromatic radiation whose wavelength is between 266 and 1064 nm and is for example chosen according to the types of wood and the conditions of implementation of the process.
  • the light pulse is emitted at a rate or frequency of between 1 and 1000 Hz, for example, at a high rate of between 100 and 1000 Hz.
  • the surface density of energy at the surface of said sample becomes sufficient to exceed its ablation threshold.
  • the samples are thus locally heated and then vaporized by laser radiation, which leads to the formation of a microplasma.
  • the expansion of the plasma begins while the pulse has not yet disappeared.
  • the end of the pulse makes it possible to vaporize the particles ejected during the ablation process, but also to excite optically the atomic and ionic species contained in the plasma.
  • the ions and atoms that de-energize are at the origin of the emission of a light characterized by a spectrum of lines, each line corresponding to a transition between two quantum energy levels.
  • An optical device a collecting or collecting lens 4 collects the emitted light which is analyzed by means of a spectrometer 5 connected to the lens 4 by one or more optical fibers 6.
  • the spectrometer 5 comprises means of selection of wavelengths in order to reject the non-useful wavelengths such as that of the laser for example.
  • wavelengths or ranges of wavelengths thus selected (or filtered) are then detected by detection means or detectors such as photomultipliers. These detectors are selected according to the chemical elements to be detected and provide spectral information.
  • the spectrum detected by the detectors covers for example the 200 - 800 nm band, ie from UV to near infrared.
  • Each chemical element is therefore associated with a characteristic line or spectrum of lines.
  • the analysis of the measurements then makes it possible to identify the internal elements of the material to be sorted.
  • the synchronization between the generation of a light pulse by the source 2, the acquisition of the signals (spectral information, etc.) by the spectrometer 5, the analysis / processing of the spectral information and data is performed by a computer system such as than a computer 7 ( Figure 1).
  • This analysis technique has certain advantages, in particular, the speed and simplicity of obtaining a continuous or discontinuous spectrum, the possibility of a fast multi-elemental analysis, 2 to 5 seconds, without any sample preparation. or parts to analyze (ease and speed of implementation of the method), sensitivity to a wide variety of elements, remote measurement according to the optics of the laser. In addition, the depth analyzed is a few hundred micrometers.
  • the system is calibrated using reference samples of recycled wood for which the concentration of chemical elements is known. Tests are performed on samples provided. Analyzes are made using the LIBS technology described above on parts of colored samples, samples with a varnish as well as parts of samples with glues. As the analysis covers a multitude of varieties of recycled wood materials with different compositions, the spectrum obtained is complex and extremely rich in information.
  • the analysis technique described above makes it possible, by means of the spectrometer 5, to obtain spectral information (line spectrum (s)) and line intensity values (number of photons detected by the detector). for all the chemical elements (predetermined list of elements to be identified) of each sample.
  • a computerized processing of these data, correlated with the known values of the contents or concentrations of the chemical elements for each sample, makes it possible, thanks to a large number of tests, to establish calibration curves of the system.
  • the intensity is proportional to the concentration of the element.
  • Figures 3, 4 and 5 show examples of the different spectra obtained with different types of samples.
  • Figure 3 provides an example of a spectrum of a wood sample covered with a white paint, in this example, the spectrum acquisition conditions are as follows:
  • the detected elements are Ti (high concentration), Al, Ca, Na and Mg.
  • Figure 4 illustrates another example of a spectrum of a wood sample coated with clear varnish.
  • the spectrum acquisition conditions are as follows:
  • Exposure time 2 s.
  • the elements detected on the varnish are: Ca, Na, K, Mg, Si (low concentration) while, the elements detected on the raw wood are Ca, Na, K.
  • FIG. 5 shows yet another example of a spectrum of a sample of wood covered with blue varnish with the acquisition conditions of the preceding examples.
  • the elements detected on the blue varnish are: Ti, Ba, Ca, K, Na (low concentration), Mg (low concentration), while the elements detected on the raw wood are: Fe, Na, K, Ba (low concentration ).
  • spectra (visualized for example on the screen of the computer 7 of FIG. 1) obtained by the spectrometer (continuous spectra or discontinuous spectral portions) correspond to the distribution of the intensities as a function of the wavelength.
  • the ordinate axis shows the distribution of the intensities (in number of photons detected) and the abscissa shows the different wavelengths in nm.
  • a chemical component is therefore identified by the presence of one or more peaks for a set of precise wavelengths, the concentration of a chemical component being proportional to the intensity.
  • the automatic processing of a spectrum takes place in two stages: a pretreatment phase to suppress the noise due to the acquisition and a treatment phase to detect the presence and possibly the concentration of the chemical elements included in the sample concerned.
  • the pretreatment phase consists in extracting from the spectrum at the level of the detectors one or more elementary signatures (characteristics of each chemical element).
  • smoothing algorithms are implemented, it is to use different filters, medium filters, median filter, erosion filter, dilation filter, on neighborhoods of variable size (3, 5 or 7).
  • the neighborhood represents a window centered on the value to be studied.
  • x i Median (x j), with n neighborhood size
  • FIG. 6A shows the spectrum obtained after the application of an average filter over a neighborhood of size 3.
  • FIG. 6B shows the spectrum obtained after the application of an erosion filter on a neighborhood of size 5.
  • the spectral processing phase takes place in two stages. First, the detection and identification of sufficiently significant elements and then the calculation of their concentration. For this type of treatment, there are several techniques whose most powerful techniques are correlation, discriminant analysis, as well as the nearest neighbors method. These methods are based on the principle of calculating the similarity between a spectrum or part of the measured spectrum and a spectrum or part of the reference spectrum, with respect to a criterion which, in general, is defined by a distance. The distances conventionally used are the Minkowski distance, the Kolmogorov-Smirnov distance, the Kullback-Leilber distance or the Chi2 distance. Figure 7 illustrates the calculation of the Chi2 distance between a central spectrum and two other spectra. Note that the spectrum similar to the central spectrum has a smaller distance.
  • the detection thresholds of the polluting chemical elements to be detected are integrated in the data processing algorithm and, in particular, in the step of comparing the process between the spectral information obtained (or physical quantities derived from it): intensities, energies ...) and one or more reference signatures.
  • a reference signature can be considered as a reference spectrum with threshold values of chemical element (s) to be detected.
  • the table in Figure 8 illustrates the content of the components observed in a natural biomass and their detection thresholds. If the observed content exceeds the critical threshold then the element is detected, likewise if the sum of the contents is greater than a fixed value.
  • a content exceeding a critical threshold leads to the rejection of the sample considered according to the sorting process.
  • the concentration of the chemical elements can then be determined using the calibration curves previously obtained from the intensities of the radiation collected by the detectors.
  • a screening card (reference signature (s)) is produced which fixes a set of threshold values of chemical elements likely to be present in samples of recycling wood (this map defined for example by maximum acceptable radiation intensity values is stored in the system (computer)); it should be noted that these values are for example obtained from concentration values such as those of the table of FIG. 8 thanks to the calibration curves (intensity - concentration); samples are brought in front of the laser 2 of FIG. 1 in order to generate emission lines and in particular those characteristic of the chemical elements to be identified / detected by using the LIBS technology;
  • the generated emission lines are collected and separated (filtering) in order to preserve only those elements of each sample to be identified / detected;
  • the separate emission lines are detected by means of the detectors of the spectrometer;
  • detectors are obtained at the intensities of the lines thus detected
  • the samples are sorted according to the result of this comparison in order to keep the samples whose chemical elements of interest have radiation intensities (contents) below the thresholds and to reject the samples for which the intensity (content) of the less a chemical element is greater than the corresponding threshold.
  • the comparison step is performed on concentration values or chemical element levels obtained using the calibration curves.
  • FIG. 2 illustrates a system for implementing the method of identification and sorting of wood material (parts, samples) exposed above.
  • This system comprises an advancement device 20 such as a conveyor for advancing parts or samples placed on the conveyor 20.
  • a laser source 30 emits a laser beam focused on said samples 10 which advance on the conveyor in order to ablate the material and generate a plasma.
  • the emission lines from the plasma are collected by an acquisition device 40 spectrometer (polychromator and detectors) for detecting and identifying chemical elements.
  • a processing device 60 (computer) is able to process the identified spectra (spectral information) using mathematical algorithms based on the calculation of correlation coefficients between reference spectra and measured spectra. These treatments make it possible to provide a decision in relation to the levels observed and the thresholds set.
  • the processing device 60 is able to make comparisons between physical quantities from the identified spectra (spectral information) and threshold values (intensities, concentration, etc.) when only monochromatic spectral information is detected (simplicity and speed). implementation of the method).
  • An ejection device 70 (optional) comprising means for ejecting a part of said samples is for example placed at the end of the production line. This device is configured to eject a sample when the observed content of a desired element exceeds a threshold proposed in said sample. In this way, the samples are sorted and sorted according to their typology and can be used for the construction of products of different qualities. Spectrum analysis, data acquisition and processing are synchronized using a computer system.
  • FIG. 9 illustrates another embodiment of a system 100 for identifying and sorting recycling wooden pieces or samples according to the invention.
  • This system includes, as the system of Figure 2:
  • a device 108 for acquiring emission lines generated from the plasma produced by the laser beam (LIBS technology) and for producing spectral information
  • This system further comprises means 1 14 such as a 3D camera (for example a camera marketed by Stemmer Imaging, Vision Component or Sick) which are for example positioned upstream of the source 106 in the direction of scrolling parts 104.
  • a 3D camera for example a camera marketed by Stemmer Imaging, Vision Component or Sick
  • the means 1 14 can locate the spatial position of each piece 104 (determination of its geometric coordinates X, Y, Z) on the device 102 and perform a volume reconstruction (shape, volume) of each piece with a processing algorithm (integrated in the camera).
  • the means 1 14 provide this spatial information to the source 106 (and / or the device 1 10) so that, under the control of the data processing device 1 10, the laser beam (generated light pulse) is focused on a specific area of the sample and, for example, at a given depth (Z) (control of the laser firing).
  • the device 108 acquires spectral information relating to chemical elements of interest and, with the processing device 1 10, compare the contents of the chemical elements present in each sample with the threshold values of the screening card ( signature (s) of reference).
  • the system is thus able to sort the samples or pieces 104 according to the result of this comparison and to decide whether to keep certain samples (threshold values not exceeded for the contents of the chemical elements of the samples) or to reject them (at least one threshold value exceeded ).
  • the ejection device controlled by the device 1 10, deflects the samples according to the decision taken.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for identifying and separating wood-based materials, characterised in that it comprises the following steps: providing a plurality of wood samples for recycling; exposing each of said samples to at least one laser source emitting monochromatic radiation in order to ablate each sample and generate, for said sample, emitted rays the wavelengths of which correspond to those of chemical elements present in the sample; obtaining, from the emitted rays coming from each sample, spectral information relating to at least certain wavelength emitted from chemical elements present in the sample; comparing, with one or more reference signatures obtained beforehand, the spectral information thus obtained or physical quantities obtained from said spectral information; and separating the samples depending on the result obtained in the comparing step.

Description

PROCEDE ET SYSTEME D'IDENTIFICATION ET DE TRI DE MATIERE BOIS  METHOD AND SYSTEM FOR IDENTIFYING AND SORTING WOOD MATERIAL
DE RECYCLAGE  RECYCLING
L'invention se rapporte au domaine d'identification et de tri automatique de matériaux à base de bois, notamment de bois de recyclage. The invention relates to the field of identification and automatic sorting of wood-based materials, including wood recycling.
Par bois de recyclage, on entend tous les produits à base de bois dans l'industrie comme des palettes, des caisses et des emballages en bois non peints et non traités, ainsi que du bois propre sans imprégnation de peinture et vernis. Cette première catégorie est classée comme bois de classe A. D'autres produits tels que les branches, les plaquettes de bois, les souches, les bois d'étalages et les troncs, les meubles à base de particules de bois tels que les mélaminés (bureau, table, armoire), les charpentes, les portes sans verre avec gonds et poignée,... sont classés comme bois de classe B. Il existe aussi du bois de déchèterie comme des lits, tables de chevet, lampadaires, portes, fenêtres, volets, ainsi que des déchets de chantiers.  Recycling wood is defined as all wood-based products in the industry, such as unpainted wooden pallets, crates, and wooden packaging, as well as clean wood without paint and varnish impregnation. This first category is classified as Class A wood. Other products such as branches, wood chips, stumps, display cases and trunks, furniture made from wood particles such as melamine ( office, table, cupboard), the frames, the doors without glass with hinges and handle, ... are classified as class B wood. There is also waste wood like beds, bedside tables, floor lamps, doors, windows , shutters, as well as waste from building sites.
A l'heure actuelle, le processus de tri concerne essentiellement les tris des matériaux, en particulier les métaux, des objets en vrac, des papiers imprimés ou des cartons,....  At present, the sorting process essentially concerns the sorting of materials, in particular metals, loose objects, printed paper or cardboard, ....
Un problème est de valoriser des déchets de bois, en provenance de la forêt et des filières environnement, de les trier et de les transformer sous forme d'un combustible biomasse. A ce jour les procédés de traitement des déchets sont réalisés manuellement.  One problem is to recover wood waste from the forest and environment sectors, sort it and transform it into a biomass fuel. To date, the waste treatment processes are carried out manually.
Du fait des prochaines évolutions réglementaires, qui accentueront la demande en énergies renouvelables et imposeront progressivement de plus fortes contraintes dans les procédés de recyclage des déchets et, notamment, des déchets de bois, la mise en place d'un procédé de traitement des déchets de bois en particulier de bois de recyclage, ainsi que l'élaboration d'un système d'automatisation du traitement, s'avère nécessaire.  Due to the upcoming regulatory changes, which will increase the demand for renewable energy and will gradually impose greater constraints on waste recycling processes and, in particular, wood waste, the implementation of a waste treatment process especially wood from recycling wood, as well as the development of a system of automation of the treatment, is necessary.
Le document WO 2008/1 10017 porte sur un système et une méthode pour surveiller des caractéristiques de produits en bois. Lesdites caractéristiques du bois et de matériaux similaires, telles que l'orientation moyenne non tassée des fibres dans des matériaux fibreux composites, la teneur en humidité, la densité, l'orientation microfibrillaire, l'espèce du bois et sa résistance, peuvent être évaluées sur la base de mesures faites avec des signaux électromagnétiques térahertz(THZ). WO 2008/1 10017 discloses a system and method for monitoring features of wood products. Said characteristics of wood and similar materials, such as the average uncompressed orientation of fibers in composite fibrous materials, moisture content, density, microfibrillar orientation, wood species and strength, can be evaluated on the basis of measurements made with terahertz (THZ) electromagnetic signals.
Le document EP 1533045 porte sur un procédé et un ensemble pour séparer des produits en bois et des produits en papier dans un flux continu de déchets solides. Cet ensemble utilise des lampes émettant dans une plage de longueurs d'ondes entre l'infrarouge et l'ultra-violet qui coopèrent avec une caméra CCD ou NIR de détection du rayonnement et d'identification de matériaux par spectrographie.  EP 1533045 relates to a method and an assembly for separating wooden products and paper products in a continuous flow of solid waste. This set uses lamps emitting in a range of wavelengths between infrared and ultraviolet that cooperate with a CCD or NIR camera for radiation detection and material identification by spectrography.
La demande internationale WO 2009/075580 a trait à un procédé et un système pour mesurer et identifier un ou plusieurs objets tels que des cartons/papiers. Le procédé consiste à analyser la lumière réfléchie, dispersée et/ou transmise à partir d'un faisceau laser à travers le matériau ; puis à déterminer le type de matériau.  International application WO 2009/075580 relates to a method and a system for measuring and identifying one or more objects such as paperboards. The method includes analyzing reflected, scattered and / or transmitted light from a laser beam through the material; then to determine the type of material.
Le brevet européen EP 1483062 porte sur un système d'identification et/ou de tri d'objets comprenant un dispositif d'avancement pour faire avancer les objets ; un dispositif émetteur de rayonnements pour émettre des rayonnements qui sont modifiés par la matière qui avance, un détecteur servant à détecter les rayonnements modifiés ; et un analyseur servant à analyser les rayonnements modifiés. Ce système comprend un analyseur spectral qui sert à détecter les rayonnements modifiés en une pluralité de bandes de longueur d'onde étroite dans le spectre visible ou invisible de façon à déterminer la couleur et/ou la composition des objets.  European patent EP 1483062 relates to a system for identifying and / or sorting objects comprising an advancement device for advancing the objects; a radiation emitting device for emitting radiation which is modified by the advancing material; a detector for detecting the modified radiation; and an analyzer for analyzing the modified radiation. The system includes a spectral analyzer for detecting the modified radiation at a plurality of narrow wavelength bands in the visible or invisible spectrum to determine the color and / or composition of the objects.
La demande de brevet US 20100185319 concerne un dispositif et un procédé pour séparer des objets métalliques, des déchets ménagers, des petits morceaux de verre ou de tout autre matériau en vrac à l'aide d'un dispositif de soufflage munis de buses de soufflage disposées sur une section de chute disposée en aval d'une bande transporteuse. Ledit dispositif est basé sur un système d'émission- réception des rayons X associé à des buses soufflantes. Le tout est géré par un ordinateur. Cependant, les systèmes et les procédés mentionnés ci-dessus ne sont pas optimisés pour traiter des déchets de bois de recyclage et déterminer de manière objective leurs propriétés chimiques. US patent application 20100185319 relates to a device and a method for separating metal objects, household waste, small pieces of glass or any other bulk material using a blowing device provided with blowing nozzles arranged on a chute section disposed downstream of a conveyor belt. Said device is based on an X-ray emission-reception system associated with fan nozzles. Everything is managed by a computer. However, the systems and processes mentioned above are not optimized for treating recycling wood waste and objectively determining their chemical properties.
L'invention vise à remédier à au moins un des inconvénients de l'état de la technique en proposant un procédé d'identification et de tri de matériaux à base de bois, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :  The invention aims to remedy at least one of the disadvantages of the state of the art by proposing a method for identifying and sorting wood-based materials, characterized in that it comprises the following steps:
amenée d'une pluralité d'échantillons de bois de recyclage, exposition de chacun desdits échantillons à a moins une source laser d'émission d'un rayonnement monochromatique afin d'ablater chaque échantillon et de générer, pour ledit échantillon, des raies d'émission dont les longueurs d'onde correspondent à celles d'éléments chimiques présents dans l'échantillon,  supplying a plurality of recycling wood samples, exposing each of said samples to at least one laser source for emitting monochromatic radiation to ablate each sample and generate, for said sample, emission whose wavelengths correspond to those of chemical elements present in the sample,
obtention, à partir des raies d'émission provenant de chaque échantillon, d'informations spectrales relatives à au moins certaines des raies d'émission des éléments chimiques présents dans l'échantillon,  obtaining, from the emission lines originating from each sample, spectral information relating to at least some of the emission lines of the chemical elements present in the sample,
comparaison, avec une ou plusieurs signatures de référence préalablement obtenues, des informations spectrales ainsi obtenues ou de grandeurs physiques issues desdites informations spectrales, tri des échantillons en fonction du résultat obtenu lors de l'étape de comparaison.  comparing, with one or more previously obtained reference signatures, spectral information thus obtained or physical quantities from said spectral information, sorting the samples according to the result obtained during the comparison step.
On notera qu'un échantillon de bois est considéré comme une pièce de bois de forme et de dimensions quelconques et que l'un ou l'autre de ces termes peut être utilisée alternativement.  Note that a wood sample is considered a piece of wood of any shape and size and that either of these terms can be used alternately.
Le procédé utilise la technologie d'analyse spectrale dite LIBS (acronyme signifiant en terminologie anglo-saxonne « Laser Induced breakdown Spectroscopy ») qui prévoit de générer un plasma en focalisant un faisceau laser (rayonnement monochromatique) sur un échantillon de matière et de décomposer le rayonnement composé des raies d'émission issues du plasma.  The method uses the spectral analysis technology known as LIBS (Laser Induced breakdown Spectroscopy), which plans to generate a plasma by focusing a laser beam (monochromatic radiation) on a sample of material and to decompose the radiation composed of emission lines from the plasma.
Cette technologie s'avère particulièrement adaptée au bois de recyclage à trier. Elle est fiable, rapide et précise. Les informations spectrales obtenues (par exemple en sortie du ou des détecteurs d'un spectromètre) peuvent revêtir la forme d'un spectre continu ou de plusieurs parties de spectres discontinues, qui peuvent être réduites chacune à une seule longueur d'onde. This technology is particularly suitable for recycling wood to sort. It is reliable, fast and accurate. The spectral information obtained (for example at the output of the detector (s) of a spectrometer) can take the form of a continuous spectrum or of several parts of discontinuous spectra, which can each be reduced to a single wavelength.
A partir de ces informations spectrales une ou plusieurs grandeurs physiques peuvent être obtenues, telles que l'intensité (par exemple, exprimée en nombre de « coups » ou de photons détectés) ou l'énergie d'une ou de plusieurs raies d'émission caractéristiques d'un élément chimique et qui ont été détectées dans l'échantillon analysé. From this spectral information one or more physical quantities can be obtained, such as the intensity (for example, expressed as the number of "shots" or photons detected) or the energy of one or more emission lines. characteristics of a chemical element and that were detected in the sample analyzed.
On peut également obtenir comme grandeur physique la teneur ou concentration d'un élément chimique. Cette grandeur est généralement déterminée grâce à des courbes d'étalonnage préalablement obtenues et qui relient, pour chaque élément chimique susceptible d'être identifié dans les échantillons de bois, l'intensité de la raie ou des raies d'émission caractéristiques de l'élément à la concentration ou teneur de cet élément qui est proportionnelle à l'intensité.  It is also possible to obtain as physical quantity the content or concentration of a chemical element. This quantity is generally determined by means of previously obtained calibration curves which relate, for each chemical element that can be identified in the wood samples, the intensity of the ray or emission lines characteristic of the element. the concentration or content of this element which is proportional to the intensity.
L'étape de comparaison du procédé permet d'identifier, d'une part, les échantillons de bois de recyclage qui sont considérés comme recyclables car ils comportent des éléments chimiques prédéterminés dont la teneur est autorisée et, d'autre part, les échantillons dont au moins une teneur d'un des éléments prédéterminés dépasse le seuil autorisé (échantillons rejetés).  The process comparison step makes it possible to identify, on the one hand, the samples of recycled wood that are considered recyclable because they contain predetermined chemical elements whose content is authorized and, on the other hand, the samples of which at least one content of one of the predetermined elements exceeds the authorized threshold (rejected samples).
La ou les signatures de référence forment une « carte de criblage » qui fixe les seuils d'acceptabilité pour tous les éléments chimiques (liste prédéterminée) que l'on cherche à identifier dans les échantillons à analyser et à trier.  The reference signature or signatures form a "screening map" which sets the thresholds of acceptability for all the chemical elements (predetermined list) that are to be identified in the samples to be analyzed and sorted.
Lorsque l'un des éléments identifiés dans un échantillon a une teneur (détectée) supérieure au seuil prédéterminé, l'échantillon est trié de manière à être rejeté. Selon une caractéristique possible, l'étape de comparaison prévoit de comparer, avec un ensemble de valeurs seuil, l'une des grandeurs physiques suivantes : intensités ou énergies desdites au moins certaines des raies d'émission des éléments chimiques présents dans chaque échantillon, teneurs des éléments chimiques présents dans chaque échantillon et qui sont issus desdites au moins certaines des raies d'émission desdits éléments chimiques. When one of the elements identified in a sample has a (detected) content above the predetermined threshold, the sample is sorted to be rejected. According to a possible characteristic, the comparison step envisages comparing, with a set of threshold values, one of the following physical quantities: intensities or energies of said at least some of the emission lines of the chemical elements present in each sample, contents chemical elements present in each sample which are derived from said at least some of the emission lines of said chemical elements.
En comparant les intensités des raies d'émission des éléments présents dans chaque échantillon avec des valeurs d'intensité seuil on détermine facilement et rapidement les échantillons à accepter pour le recyclage et à rejeter.  By comparing the intensities of the emission lines of the elements present in each sample with threshold intensity values, the samples to be accepted for recycling and to reject are easily and quickly determined.
En effet, l'intensité est directement issue de chaque signal de raie d'émission détecté par un détecteur d'un spectromètre et ne nécessite donc pas un traitement de données complexe.  Indeed, the intensity is directly derived from each transmission line signal detected by a detector of a spectrometer and therefore does not require a complex data processing.
La comparaison des teneurs ou concentrations des éléments avec des valeurs de teneur ou de concentration seuil nécessite généralement d'utiliser des courbes d'étalonnage préalablement obtenues et qui font correspondre une teneur ou concentration à une intensité pour un élément donné.  Comparing the contents or concentrations of the elements with threshold content or concentration values generally requires the use of previously obtained calibration curves that map a concentration or grade to an intensity for a given element.
On notera qu'il est envisageable de comparer l'ensemble d'un spectre continu de mesures ou de parties de spectre discontinues à une ou plusieurs signatures de référence qui définissent un ensemble de valeurs seuils.  It should be noted that it is possible to compare the whole of a continuous spectrum of measurements or discontinuous spectrum parts with one or more reference signatures which define a set of threshold values.
Cette ou ces signatures de référence peuvent se présenter sous la forme d'un ensemble de valeurs seuils ou sous la forme d'un spectre de référence intégrant l'ensemble de valeurs seuil.  This or these reference signatures may be in the form of a set of threshold values or in the form of a reference spectrum integrating the set of threshold values.
Selon une caractéristique possible, le procédé comporte une étape préalable d'étalonnage permettant d'obtenir, à partir d'une pluralité d'échantillons de référence de bois de recyclage qui comprennent une pluralité d'éléments chimiques dont la teneur d'au moins un élément chimique varie d'un échantillon à l'autre, un ensemble de couples de valeurs d'étalonnage pour chaque élément, chaque couple de valeurs d'un élément reliant l'intensité de la ou des raies d'émission dudit élément à sa teneur.  According to a possible characteristic, the method comprises a preliminary calibration step making it possible to obtain, from a plurality of reference samples of recycling wood, which comprise a plurality of chemical elements whose content of at least one chemical element varies from one sample to another, a set of pairs of calibration values for each element, each pair of values of an element connecting the intensity of the emission line or lines of said element to its content .
On peut disposer ainsi de courbes d'étalonnage (intensité en fonction de la concentration) qui permettent d'utiliser la concentration lors du traitement de données (ex : par un microprocesseur d'un ordinateur) effectué à partir des informations spectrales obtenues et de réaliser le tri des échantillons à partir des concentrations.  We can thus have calibration curves (intensity as a function of concentration) which make it possible to use the concentration during the data processing (eg by a microprocessor of a computer) carried out from the spectral information obtained and to realize sorting the samples from the concentrations.
Selon une caractéristique possible, le procédé comporte une étape de détermination de la teneur des éléments chimiques présents dans chaque échantillon à partir des informations spectrales obtenues des raies d'émission provenant dudit échantillon et des couples de valeurs d'étalonnage. According to a possible characteristic, the method comprises a step of determining the content of the chemical elements present in each sample from the spectral information obtained from the emission lines from said sample and the pairs of calibration values.
La composition chimique des échantillons en ce qui concerne les éléments chimiques détectés peut ainsi être déterminée en plus de la fonction de tri assurée par le procédé.  The chemical composition of the samples with respect to the detected chemical elements can thus be determined in addition to the sorting function provided by the process.
Selon une caractéristique possible, le rayonnement monochromatique émis a une longueur d'onde qui est susceptible d'être comprise entre 266 nm et 1064 nm.  According to a possible characteristic, the monochromatic radiation emitted has a wavelength that is likely to be between 266 nm and 1064 nm.
Un large choix de longueurs d'onde est possible pour la source laser en vue d'effectuer le tri d'échantillons en bois de recyclage au moyen de la technologie LIBS.  A wide choice of wavelengths is possible for the laser source to sort wood recycling samples using LIBS technology.
Selon une autre caractéristique possible, le rayonnement monochromatique prend la forme d'une impulsion lumineuse émise à une cadence qui est comprise entre 1 et 1000 Hz.  According to another possible characteristic, the monochromatic radiation takes the form of a light pulse emitted at a rate which is between 1 and 1000 Hz.
Un large choix de cadences ou fréquences de tir permet d'ajuster le nombre de tirs (impulsions) au nombre d'échantillons et/ou à leur vitesse de déplacement sur un dispositif d'avancement (ex : convoyeur).  A wide choice of rates or firing frequencies makes it possible to adjust the number of shots (pulses) to the number of samples and / or their speed of movement on a feed device (eg conveyor).
Selon une autre caractéristique possible, l'impulsion lumineuse est plus particulièrement émise à une cadence qui est comprise entre 100 et 1000 Hz.  According to another possible characteristic, the light pulse is more particularly emitted at a rate which is between 100 and 1000 Hz.
En sélectionnant une cadence de tir élevée (100, 200 Hz...) il est ainsi possible d'adapter le procédé de tri à un nombre élevé d'échantillons à trier et/ou à une vitesse de déplacement élevée pour améliorer le rendement du processus industriel de tri.  By selecting a high firing rate (100, 200 Hz ...) it is thus possible to adapt the sorting process to a large number of samples to be sorted and / or to a high speed of displacement to improve the yield of the product. industrial process of sorting.
En choisissant de n'utiliser que des informations spectrales discontinues, voire réduites à une longueur d'onde (au lieu d'utiliser un spectre continu), on limite le volume de données à traiter.  By choosing to use only discontinuous spectral information, or even reduced to a wavelength (instead of using a continuous spectrum), it limits the volume of data to be processed.
Ceci permet de compenser l'utilisation d'une cadence de tir élevée qui tend à occuper une partie significative des ressources calculatoires du dispositif de traitement de données (microprocesseur).  This makes it possible to compensate for the use of a high firing rate which tends to occupy a significant part of the computing resources of the data processing device (microprocessor).
Selon une caractéristique possible, le rayonnement monochromatique prend la forme d'une impulsion lumineuse qui a une durée comprise entre 1 et 100 nanosecondes. Le choix d'une telle durée est adapté au procédé de tri de bois de recyclage. According to a possible characteristic, the monochromatic radiation takes the form of a light pulse which has a duration of between 1 and 100 nanoseconds. The choice of such a duration is adapted to the recycling wood sorting process.
Selon une autre caractéristique possible, le rayonnement monochromatique prend la forme d'une impulsion lumineuse qui possède une énergie comprise entre 1 et 800 milli-joules.  According to another possible characteristic, the monochromatic radiation takes the form of a light pulse which has an energy of between 1 and 800 milli-joules.
Le choix d'une telle énergie est adapté au procédé de tri et permet de s'adapter à différentes profondeurs de pénétration de l'impulsion (faisceau laser) dans l'échantillon.  The choice of such energy is adapted to the sorting process and makes it possible to adapt to different penetration depths of the pulse (laser beam) in the sample.
Selon une autre caractéristique possible, le procédé comporte une étape de détermination du volume de chaque échantillon.  According to another possible characteristic, the method comprises a step of determining the volume of each sample.
En connaissant ainsi le volume de chaque échantillon et la teneur des éléments chimiques détectés et présents dans l'échantillon (ainsi que la densité du bois), il est aisé de déterminer la masse de chaque élément dans l'échantillon. Il est donc envisageable de suivre l'évolution des masses d'éléments chimiques (ex : métaux) détectés au cours du déroulement du procédé de tri. On peut par exemple réaliser le cumul des masses ou volumes d'éléments parmi les échantillons triés qui ont été acceptés pour le recyclage et, éventuellement, parmi ceux rejetés.  By knowing the volume of each sample and the content of the chemical elements detected and present in the sample (as well as the density of the wood), it is easy to determine the mass of each element in the sample. It is therefore possible to follow the evolution of the masses of chemical elements (eg metals) detected during the course of the sorting process. For example, it is possible to cumulate the masses or volumes of elements among the sorted samples which have been accepted for recycling and, possibly, of those rejected.
Il est également envisageable d'estimer la teneur en concentration moyenne d'un ou de plusieurs éléments chimiques d'échantillons triés acceptés et/ou rejetés. La connaissance de la masse et éventuellement d'autres paramètres relatifs à des éléments chimiques peut s'avérer très utile dans un processus de recyclage de bois.  It is also conceivable to estimate the average concentration content of one or more chemical elements of sorted samples accepted and / or rejected. Knowledge of mass and possibly other parameters related to chemical elements can be very useful in a wood recycling process.
Selon une caractéristique possible, la détermination du volume est effectuée par reconstruction volumique à partir de mesures optiques en trois dimensions de l'échantillon.  According to a possible characteristic, the volume determination is performed by volume reconstruction from three-dimensional optical measurements of the sample.
En pratique, cette détermination/évaluation est effectuée de façon simple, au moyen d'au moins une caméra 3D qui, généralement, est disposée en amont de la ou des sources laser par rapport au sens de déplacement des échantillons.  In practice, this determination / evaluation is carried out in a simple manner, by means of at least one 3D camera which, generally, is arranged upstream of the laser source or sources with respect to the direction of movement of the samples.
Selon une caractéristique possible, le procédé comporte une étape de détermination de la masse des éléments chimiques présents dans chaque échantillon à partir de leur teneur déterminée et du volume de l'échantillon. Selon une caractéristique possible, le procédé comporte une étape de détermination des coordonnées géométriques (X, Y, Z) de chaque échantillon par mesure(s) optique(s). According to a possible characteristic, the method comprises a step of determining the mass of the chemical elements present in each sample from their determined content and the volume of the sample. According to a possible characteristic, the method comprises a step of determining the geometric coordinates (X, Y, Z) of each sample by optical measurement (s).
Cette étape peut également être réalisée à l'aide d'une caméra 3D.  This step can also be performed using a 3D camera.
Cette étape permet de déterminer la position d'un échantillon sur un dispositif d'avancement (ex : convoyeur) des échantillons.  This step makes it possible to determine the position of a sample on an advancement device (eg conveyor) of the samples.
Selon une caractéristique possible, le procédé comporte une étape d'ajustement de la position, sur l'échantillon, du rayonnement monochromatique émis par ladite au moins une source laser en fonction d'au moins certaines (Z) des coordonnées géométriques de l'échantillon.  According to a possible characteristic, the method comprises a step of adjusting the position, on the sample, of the monochromatic radiation emitted by the at least one laser source as a function of at least some (Z) of the geometric coordinates of the sample .
Connaissant les coordonnées géométriques de chaque échantillon, et donc sa position dans l'espace, il est possible de fournir ces informations spatiales à la ou aux source(s) laser ou à un dispositif de contrôle de celle(s)-ci.  Knowing the geometrical coordinates of each sample, and therefore its position in space, it is possible to provide this spatial information to the laser source (s) or to a control device (s) thereof.
Ces informations spatiales peuvent être utilisées pour ajuster la position du rayonnement chromatique (impulsion lumineuse ou faisceau laser) sur l'échantillon. Il est ainsi possible, par exemple, de positionner (focaliser) le rayonnement sur une zone donnée de l'échantillon.  This spatial information can be used to adjust the position of the chromatic radiation (light pulse or laser beam) on the sample. It is thus possible, for example, to position (focus) the radiation on a given area of the sample.
Une profondeur donnée (position en Z) peut ainsi être choisie pour positionner le rayonnement par exemple pour tenir compte de la présence d'un revêtement (ex : vernis) sur l'échantillon.  A given depth (Z position) can thus be chosen to position the radiation for example to take into account the presence of a coating (eg varnish) on the sample.
Selon une caractéristique possible, la pluralité d'échantillons est exposée au rayonnement monochromatique émis par ladite au moins une source laser sans traitement préalable desdits échantillons.  According to a possible characteristic, the plurality of samples is exposed to the monochromatic radiation emitted by the at least one laser source without prior treatment of said samples.
Le procédé de tri est ainsi apte à trier tout type de pièce ou d'échantillon en bois de recyclage quelles que soient sa forme et ses dimensions. L'utilisation d'une reconstruction volumique 3D (à distance) de l'échantillon est en outre avantageuse pour estimer le volume d'une pièce aux formes non régulières.  The sorting method is thus able to sort any type of piece or sample of recycled wood regardless of its shape and dimensions. The use of a 3D volume (remote) reconstruction of the sample is also advantageous for estimating the volume of a non-regular shaped part.
Selon une caractéristique possible, les informations spectrales sont susceptibles d'être obtenues sur une gamme de longueurs d'onde allant de l'ultraviolet à l'infrarouge. L'utilisation d'une large gamme de détection spectrale permet de détecter des raies d'émission caractéristiques de certains éléments chimiques présents dans les échantillons et qui ne sont pas uniquement dans le spectre visible. According to a possible characteristic, the spectral information can be obtained over a range of wavelengths ranging from ultraviolet to infrared. The use of a wide range of spectral detection makes it possible to detect emission lines characteristic of certain chemical elements present in the samples and which are not only in the visible spectrum.
Selon une caractéristique possible, spectrales sont obtenues pour des longueurs d'onde séparées de façon à obtenir des informations spectrales discontinues.  According to one possible characteristic, spectral values are obtained for separate wavelengths so as to obtain discontinuous spectral information.
L'obtention de signaux monochromatiques comme informations spectrales permet de simplifier le traitement de données du procédé (notamment dans l'étape de comparaison) en utilisant un volume réduit de données. Les ressources calculatoires (microprocesseur...) sont de ce fait moins utilisées et peuvent éventuellement être d'une taille adaptée à traiter un volume de données plus raisonnable que s'il s'agissait de traiter toutes les données d'un spectre continu.  Obtaining monochromatic signals as spectral information makes it possible to simplify process data processing (especially in the comparison step) by using a reduced volume of data. The computing resources (microprocessor ...) are therefore less used and may possibly be of a size adapted to handle a more reasonable data volume than if it were to process all the data of a continuous spectrum.
L'invention a également pour objet un système d'identification et de tri de matériaux à base de bois, caractérisé en ce qu'il comprend :  The invention also relates to a system for identifying and sorting wood-based materials, characterized in that it comprises:
- des moyens d'amenée d'une pluralité d'échantillons de bois de recyclage,  means for feeding a plurality of samples of recycled wood,
au moins une source laser d'émission d'un rayonnement monochromatique qui est apte à ablater chaque échantillon en vue de la génération de raies d'émission dont les longueurs d'onde correspondent à celles d'éléments chimiques présents dans ledit échantillon,  at least one laser source for emitting monochromatic radiation which is able to ablate each sample for the purpose of generating emission lines whose wavelengths correspond to those of chemical elements present in said sample,
des moyens d'obtention, à partir des raies d'émission provenant de chaque échantillon, d'informations spectrales relatives à au moins certaines des raies d'émission des éléments chimiques présents dans l'échantillon,  means for obtaining, from the emission lines originating from each sample, spectral information relating to at least some of the emission lines of the chemical elements present in the sample,
des moyens de comparaison, avec une ou plusieurs signatures de référence préalablement obtenues, des informations spectrales ainsi obtenues ou de grandeurs physiques issues desdites informations spectrales,  comparison means, with one or more previously obtained reference signatures, spectral information thus obtained or physical quantities from said spectral information,
- un dispositif de tri des échantillons en fonction du résultat de la comparaison effectuée par les moyens de comparaison. Les avantages et caractéristiques propres au procédé brièvement exposé ci-dessus s'appliquent également au système précité et ne seront pas répétés. a device for sorting the samples according to the result of the comparison made by the comparison means. The advantages and characteristics specific to the method briefly described above also apply to the aforementioned system and will not be repeated.
Selon une caractéristique possible, la ou les signatures de référence préalablement obtenues définissent un ensemble de valeurs seuil qui sont représentatives chacune d'un seuil d'acceptabilité de la teneur d'un élément chimique qui est susceptible d'être présent dans un échantillon de bois de recyclage.  According to a possible characteristic, the reference signature (s) previously obtained defines a set of threshold values which are each representative of a threshold of acceptability of the content of a chemical element that is likely to be present in a wood sample. recycling.
Selon une caractéristique possible, les moyens de comparaison prévoient de comparer, avec un ensemble de valeurs seuil, l'une des grandeurs physiques suivantes : intensités ou énergies desdites au moins certaines des raies d'émission des éléments chimiques présents dans chaque échantillon, teneurs des éléments chimiques présents dans chaque échantillon et qui sont issues desdites au moins certaines des raies d'émission desdits éléments chimiques.  According to a possible characteristic, the comparison means provide for comparing, with a set of threshold values, one of the following physical quantities: intensities or energies of said at least some of the emission lines of the chemical elements present in each sample, contents of the chemical elements present in each sample which are derived from said at least some of the emission lines of said chemical elements.
Selon une caractéristique possible, le système comporte des moyens d'étalonnage permettant d'obtenir, à partir d'une pluralité d'échantillons de référence de bois de recyclage qui comprennent une pluralité d'éléments chimiques dont la teneur d'au moins un élément chimique varie d'un échantillon à l'autre, un ensemble de couples de valeurs d'étalonnage pour chaque élément, chaque couple de valeurs d'un élément reliant l'intensité de la ou des raies d'émission dudit élément à sa teneur.  According to a possible characteristic, the system comprises calibration means making it possible to obtain, from a plurality of reference samples of recycling wood, which comprise a plurality of chemical elements whose content of at least one element The chemical composition varies from one sample to another, a set of pairs of calibration values for each element, each pair of values of an element connecting the intensity of the emission line or lines of said element to its content.
Selon une caractéristique possible, le système comporte des moyens de détermination de la teneur des éléments chimiques présents dans chaque échantillon à partir des informations spectrales obtenues des raies d'émission provenant dudit échantillon et des couples de valeurs d'étalonnage.  According to a possible characteristic, the system comprises means for determining the content of the chemical elements present in each sample from the spectral information obtained from the emission lines originating from said sample and the pairs of calibration values.
Selon une caractéristique possible, les moyens d'obtention des informations spectrales comprennent, plus particulièrement :  According to one possible characteristic, the means for obtaining the spectral information comprise, more particularly:
- des moyens de sélection d'une pluralité de longueurs d'onde et/ou de plages de longueurs d'onde à partir des raies d'émission générées, means for selecting a plurality of wavelengths and / or ranges of wavelengths from the generated emission lines,
- des moyens de détection de la pluralité de longueurs d'onde et/ou de plages de longueurs d'onde sélectionnées. means for detecting the plurality of selected wavelengths and / or wavelength ranges.
Selon une caractéristique possible, les moyens d'obtention des informations spectrales comprennent un spectromètre. Selon une caractéristique possible, le rayonnement monochromatique émis a une longueur d'onde qui est susceptible d'être comprise entre 266 nm et 1064 nm. According to a possible characteristic, the means for obtaining the spectral information comprise a spectrometer. According to a possible characteristic, the monochromatic radiation emitted has a wavelength that is likely to be between 266 nm and 1064 nm.
Selon une caractéristique possible, le rayonnement monochromatique prend la forme d'une impulsion lumineuse émise à une cadence qui est comprise entre 1 et 1000 Hz.  According to a possible characteristic, the monochromatic radiation takes the form of a light pulse emitted at a rate which is between 1 and 1000 Hz.
Selon une caractéristique possible, l'impulsion lumineuse est plus particulièrement émise à une cadence qui est comprise entre 100 et 1000 Hz.  According to a possible characteristic, the light pulse is more particularly emitted at a rate which is between 100 and 1000 Hz.
Selon une caractéristique possible, le rayonnement monochromatique prend la forme d'une impulsion lumineuse qui a une durée comprise entre 1 et 100 nanosecondes.  According to a possible characteristic, the monochromatic radiation takes the form of a light pulse which has a duration of between 1 and 100 nanoseconds.
Selon une caractéristique possible, le rayonnement monochromatique prend la forme d'une impulsion lumineuse qui possède une énergie comprise entre 1 et 800 milli-joules.  According to one possible characteristic, the monochromatic radiation takes the form of a light pulse which has an energy of between 1 and 800 milli-joules.
Selon une caractéristique possible, le système comporte des moyens de détermination du volume de chaque échantillon.  According to one possible characteristic, the system comprises means for determining the volume of each sample.
Selon une caractéristique possible, la détermination du volume est effectuée par reconstruction volumique à partir de mesures optiques en trois dimensions de l'échantillon.  According to a possible characteristic, the volume determination is performed by volume reconstruction from three-dimensional optical measurements of the sample.
Selon une caractéristique possible, les moyens de détermination du volume de chaque échantillon comprennent une caméra 3D.  According to one possible characteristic, the means for determining the volume of each sample comprise a 3D camera.
Selon une caractéristique possible, le système comporte des moyens de détermination de la masse des éléments chimiques présents dans chaque échantillon à partir de leur teneur déterminée et du volume de l'échantillon.  According to one possible characteristic, the system comprises means for determining the mass of the chemical elements present in each sample from their determined content and the volume of the sample.
Selon une caractéristique possible, le système comporte des moyens de détermination des coordonnées géométriques (X, Y, Z) de chaque échantillon par mesure(s) optique(s).  According to a possible characteristic, the system comprises means for determining the geometric coordinates (X, Y, Z) of each sample by optical measurement (s).
Selon une caractéristique possible, le système comporte des moyens d'ajustement de la position, sur l'échantillon, du rayonnement monochromatique émis par ladite au moins une source laser en fonction d'au moins certaines (Z) des coordonnées géométriques de l'échantillon. Selon une caractéristique possible, les moyens de détermination des coordonnées géométriques de chaque échantillon comprennent une caméra 3D. According to a possible characteristic, the system comprises means for adjusting the position, on the sample, of the monochromatic radiation emitted by the at least one laser source as a function of at least some (Z) of the geometrical coordinates of the sample. . According to one possible characteristic, the means for determining the geometric coordinates of each sample comprise a 3D camera.
Selon une caractéristique possible, le dispositif de tri est apte à diriger les échantillons de la pluralité d'échantillons différemment en fonction du résultat de la comparaison.  According to a possible characteristic, the sorting device is able to direct the samples of the plurality of samples differently according to the result of the comparison.
Selon une caractéristique possible, les moyens d'amenée d'une pluralité d'échantillons comprennent un dispositif qui est apte à déplacer les échantillons dans une direction d'avancement  According to a possible characteristic, the means for feeding a plurality of samples comprise a device that is able to move the samples in a direction of advancement.
D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, sur lesquelles :  Other features, details and advantages of the invention will emerge on reading the description which follows, with reference to the appended figures, in which:
- la figure 1 montre un schéma de principe d'une technologie LIBS utilisée dans un procédé d'identification et de tri des échantillons de bois selon un mode de réalisation ;  FIG. 1 shows a block diagram of a LIBS technology used in a method of identifying and sorting wood samples according to one embodiment;
- la figure 2 montre un schéma de principe du système d'identification et de tri des matériaux bois ;  FIG. 2 shows a schematic diagram of the system for identifying and sorting wood materials;
- la figure 3 montre le spectre des échantillons de bois recouverts d'une peinture blanche ;  - Figure 3 shows the spectrum of wood samples covered with white paint;
- la figure 4 illustre le spectre des échantillons de bois recouverts de vernis transparent ;  - Figure 4 illustrates the spectrum of wood samples covered with clear varnish;
- la figure 5 illustre le spectre des échantillons de bois recouverts de vernis bleu ;  - Figure 5 illustrates the spectrum of wood samples covered with blue varnish;
- les figures 6A et 6B illustrent le principe d'application d'un filtre moyen et d'un filtre d'érosion ;  FIGS. 6A and 6B illustrate the principle of applying a mean filter and an erosion filter;
- la figure 7 illustre le calcul de la distance du Chi2 entre un spectre central et deux autres spectres ;  FIG. 7 illustrates the calculation of the Chi 2 distance between a central spectrum and two other spectra;
- la figure 8 montre un tableau de teneur des composants observés dans une biomasse naturelle ainsi que leurs seuils de détection.  - Figure 8 shows a table of content of the components observed in a natural biomass and their detection thresholds.
- la figure 9 illustre un autre exemple de système d'identification et de tri de matériaux en bois. Le procédé de tri de matières, pièces ou échantillons en bois de recyclage selon un mode de réalisation de l'invention fait appel à une technologie dite LIBS mentionnée plus haut. - Figure 9 illustrates another example of a system for identifying and sorting wood materials. The method of sorting materials, parts or samples of recycling wood according to one embodiment of the invention uses a so-called LIBS technology mentioned above.
Cette technologie utilise le principe de l'analyse des émissions atomiques issues d'un plasma produit par un laser et est illustré sur la figure 1 . Selon ce principe, on focalise sur un échantillon/pièce 1 une impulsion lumineuse délivrée par un laser 2. Cette impulsion a une durée typique de quelques nanosecondes (1 à 100 ns) pour une énergie de l'ordre de quelques milli-joules (1 à 800 mJ), par exemple égale à 500 mJ.  This technology uses the principle of analysis of atomic emissions from plasma produced by a laser and is illustrated in Figure 1. According to this principle, a light pulse delivered by a laser 2 is focused on a sample / piece 1. This pulse has a duration of a few nanoseconds (1 to 100 ns) for an energy of the order of several milli-joules (1 800 mJ), for example equal to 500 mJ.
L'impulsion lumineuse est un rayonnement monochromatique dont la longueur d'onde est comprise entre 266 et 1064 nm et est par exemple choisie en fonction des types de bois et des conditions de mise en œuvre du procédé.  The light pulse is a monochromatic radiation whose wavelength is between 266 and 1064 nm and is for example chosen according to the types of wood and the conditions of implementation of the process.
L'impulsion lumineuse est émise à une cadence ou fréquence comprise entre 1 et 1000 Hz par exemple, à une cadence élevée comprise entre 100 et 1000 Hz.  The light pulse is emitted at a rate or frequency of between 1 and 1000 Hz, for example, at a high rate of between 100 and 1000 Hz.
L'utilisation d'une cadence élevée permet d'adapter le procédé au tri d'un plus grand nombre de pièces ou d'échantillons et/ou d'un même nombre de pièces mais qui défilent plus vite devant la source laser.  The use of a high rate makes it possible to adapt the method to the sorting of a larger number of pieces or samples and / or the same number of pieces but which parade faster in front of the laser source.
En focalisant le faisceau laser (impulsion lumineuse) à l'aide d'au moins une lentille 3 sur l'échantillon/pièce 1 , la densité surfacique d'énergie à la surface dudit échantillon devient suffisante pour dépasser son seuil d'ablation. Les échantillons sont donc localement chauffés puis vaporisés par le rayonnement laser, ce qui conduit à la formation d'un micro-plasma.  By focusing the laser beam (light pulse) with at least one lens 3 on the sample / part 1, the surface density of energy at the surface of said sample becomes sufficient to exceed its ablation threshold. The samples are thus locally heated and then vaporized by laser radiation, which leads to the formation of a microplasma.
L'expansion du plasma débute alors que l'impulsion n'a pas encore disparu. Ainsi, la fin de l'impulsion permet de vaporiser les particules éjectées lors du processus d'ablation, mais aussi d'exciter optiquement les espèces atomiques et ioniques contenues dans le plasma. Les ions et atomes qui se désexcitent sont à l'origine de l'émission d'une lumière caractérisée par un spectre de raies, chaque raie correspondant à une transition entre deux niveaux quantiques d'énergie. Un dispositif optique, une lentille de collecte ou collectrice 4, collecte la lumière émise qui est analysée à l'aide d'un spectromètre 5 relié à la lentille 4 par une ou plusieurs fibres optiques 6. Le spectromètre 5 comprend des moyens de sélection de longueurs d'onde afin de rejeter les longueurs d'onde non utiles telles que celle du laser par exemple. Ces moyens de sélection ou de séparation de longueurs d'onde jouent le rôle d'un polychromateur. Les longueurs d'onde ou plages de longueurs d'onde ainsi sélectionnées (ou filtrées) sont ensuite détectées par des moyens de détection ou détecteurs tels que des photomultiplicateurs. Ces détecteurs sont sélectionnés en fonction des éléments chimiques à détecter et fournissent des informations spectrales. Le spectre détecté par les détecteurs couvre par exemple la bande 200 - 800 nm, soit de l'UV au proche infrarouge. The expansion of the plasma begins while the pulse has not yet disappeared. Thus, the end of the pulse makes it possible to vaporize the particles ejected during the ablation process, but also to excite optically the atomic and ionic species contained in the plasma. The ions and atoms that de-energize are at the origin of the emission of a light characterized by a spectrum of lines, each line corresponding to a transition between two quantum energy levels. An optical device, a collecting or collecting lens 4, collects the emitted light which is analyzed by means of a spectrometer 5 connected to the lens 4 by one or more optical fibers 6. The spectrometer 5 comprises means of selection of wavelengths in order to reject the non-useful wavelengths such as that of the laser for example. These means of selection or separation of wavelengths play the role of a polychromator. The wavelengths or ranges of wavelengths thus selected (or filtered) are then detected by detection means or detectors such as photomultipliers. These detectors are selected according to the chemical elements to be detected and provide spectral information. The spectrum detected by the detectors covers for example the 200 - 800 nm band, ie from UV to near infrared.
Chaque élément chimique est donc associé à une raie ou un spectre de raies caractéristique. L'analyse des mesures (informations spectrales) permet alors d'identifier les éléments internes du matériau à trier. La synchronisation entre la génération d'une impulsion lumineuse par la source 2, l'acquisition des signaux (informations spectrales...) par le spectromètre 5, l'analyse/traitement des informations spectrales et des données est réalisée par un système informatique tel qu'un ordinateur 7 (figure 1 ).  Each chemical element is therefore associated with a characteristic line or spectrum of lines. The analysis of the measurements (spectral information) then makes it possible to identify the internal elements of the material to be sorted. The synchronization between the generation of a light pulse by the source 2, the acquisition of the signals (spectral information, etc.) by the spectrometer 5, the analysis / processing of the spectral information and data is performed by a computer system such as than a computer 7 (Figure 1).
Cette technique d'analyse présente certains nombres d'avantages, en particulier, la rapidité et la simplicité d'obtenir un spectre continu ou discontinu, la possibilité de faire une analyse multi-élémentaire rapide, 2 à 5 secondes, sans aucune préparation des échantillons ou pièces à analyser (facilité et rapidité de mise en œuvre du procédé), une sensibilité à une grande variété d'éléments, une mesure à distance en fonction de l'optique du laser. De plus, la profondeur analysée est de quelques centaines de micromètres.  This analysis technique has certain advantages, in particular, the speed and simplicity of obtaining a continuous or discontinuous spectrum, the possibility of a fast multi-elemental analysis, 2 to 5 seconds, without any sample preparation. or parts to analyze (ease and speed of implementation of the method), sensitivity to a wide variety of elements, remote measurement according to the optics of the laser. In addition, the depth analyzed is a few hundred micrometers.
Pour exploiter certaines données recueillies/mesurées, le système est étalonné à l'aide d'échantillons de référence en bois de recyclage pour lesquels la concentration des éléments chimiques est connue. Des tests sont réalisés sur des échantillons fournis. Les analyses sont faites à l'aide de la technologie LIBS décrites ci-dessus sur des parties d'échantillons colorés, d'échantillons avec un vernis ainsi que sur des parties d'échantillons avec colles. Comme l'analyse porte sur une multitude de variétés de matériaux de bois de recyclage avec des compositions différentes, le spectre obtenu est complexe et extrêmement riche en informations. La technique d'analyse décrite ci-dessus permet d'obtenir, grâce au spectromètre 5, des informations spectrales (spectre de raie(s)) et des valeurs d'intensités de raie(s) (nombre de photons détectés par le détecteur) pour l'ensemble des éléments chimiques (liste prédéterminée d'éléments à identifier) de chaque échantillon. To exploit certain collected / measured data, the system is calibrated using reference samples of recycled wood for which the concentration of chemical elements is known. Tests are performed on samples provided. Analyzes are made using the LIBS technology described above on parts of colored samples, samples with a varnish as well as parts of samples with glues. As the analysis covers a multitude of varieties of recycled wood materials with different compositions, the spectrum obtained is complex and extremely rich in information. The analysis technique described above makes it possible, by means of the spectrometer 5, to obtain spectral information (line spectrum (s)) and line intensity values (number of photons detected by the detector). for all the chemical elements (predetermined list of elements to be identified) of each sample.
Un traitement informatique de ces données, corrélé avec les valeurs connues des teneurs ou concentrations des éléments chimiques pour chaque échantillon, permet, grâce à un grand nombre de tests, d'établir des courbes d'étalonnage du système.  A computerized processing of these data, correlated with the known values of the contents or concentrations of the chemical elements for each sample, makes it possible, thanks to a large number of tests, to establish calibration curves of the system.
Ces courbes sont obtenues à partir d'une pluralité de couples de valeurs d'intensité et de concentration pour chaque élément chimique.  These curves are obtained from a plurality of pairs of intensity and concentration values for each chemical element.
L'intensité est proportionnelle à la concentration de l'élément. Ainsi, ces courbes ou ces couples de valeurs sont utiles pour déterminer la teneur ou concentration d'un nombre prédéterminé d'éléments chimiques dans chaque pièce ou échantillon en bois de recyclage à partir d'une intensité obtenue par analyse spectrale.  The intensity is proportional to the concentration of the element. Thus, these curves or these pairs of values are useful for determining the content or concentration of a predetermined number of chemical elements in each recycling wood part or sample from an intensity obtained by spectral analysis.
Les figures 3, 4 et 5 présentent des exemples des différents spectres obtenus avec différents types d'échantillons.  Figures 3, 4 and 5 show examples of the different spectra obtained with different types of samples.
La figure 3, fournit un exemple de spectre d'un échantillon de bois recouvert d'une peinture blanche, dans cet exemple, les conditions d'acquisition du spectre sont les suivantes :  Figure 3 provides an example of a spectrum of a wood sample covered with a white paint, in this example, the spectrum acquisition conditions are as follows:
Energie : 6 mJ,  Energy: 6 mJ,
Diamètre du spot : 50 μιτι  Spot diameter: 50 μιτι
Temps d'exposition de 2 s,  Exposure time of 2 s,
Les éléments détectés sont Ti (forte concentration), Al, Ca, Na et Mg.  The detected elements are Ti (high concentration), Al, Ca, Na and Mg.
La figure 4 illustre un autre exemple de spectre d'un échantillon de bois recouvert avec du vernis transparent. Dans cet exemple, les conditions d'acquisition du spectre sont les suivantes :  Figure 4 illustrates another example of a spectrum of a wood sample coated with clear varnish. In this example, the spectrum acquisition conditions are as follows:
Energie : 6 mJ.  Energy: 6 mJ.
Diamètre du spot : 50 μιτι.  Spot diameter: 50 μιτι.
Temps d'exposition : 2 s. Les éléments détectés sur le vernis sont : Ca, Na, K, Mg, Si (faible concentration) tandis que, les éléments détectés sur le bois brut sont Ca, Na, K. Exposure time: 2 s. The elements detected on the varnish are: Ca, Na, K, Mg, Si (low concentration) while, the elements detected on the raw wood are Ca, Na, K.
La figure 5 montre encore un autre exemple de spectre d'un échantillon de bois recouvert avec du vernis bleu avec les conditions d'acquisition des exemples précédents. Les éléments détectés sur le vernis bleu sont : Ti, Ba, Ca, K, Na (faible concentration), Mg (faible concentration), tandis que les éléments détectés sur le bois brut sont : Fe, Na, K, Ba (faible concentration).  FIG. 5 shows yet another example of a spectrum of a sample of wood covered with blue varnish with the acquisition conditions of the preceding examples. The elements detected on the blue varnish are: Ti, Ba, Ca, K, Na (low concentration), Mg (low concentration), while the elements detected on the raw wood are: Fe, Na, K, Ba (low concentration ).
Ces spectres (visualisés par exemple sur l'écran de l'ordinateur 7 de la figure 1 ) obtenus par le spectromètre (spectres continus ou parties de spectres discontinues) correspondent à la répartition des intensités en fonction de la longueur d'onde. L'axe des ordonnées montre la répartition des intensités (en nombre de photons détectés) et l'abscisse montre les différentes longueurs d'onde en nm. Un composant chimique s'identifie donc par la présence d'un ou plusieurs pics pour un ensemble de longueurs d'ondes précis, la concentration d'un composant chimique étant proportionnelle à l'intensité.  These spectra (visualized for example on the screen of the computer 7 of FIG. 1) obtained by the spectrometer (continuous spectra or discontinuous spectral portions) correspond to the distribution of the intensities as a function of the wavelength. The ordinate axis shows the distribution of the intensities (in number of photons detected) and the abscissa shows the different wavelengths in nm. A chemical component is therefore identified by the presence of one or more peaks for a set of precise wavelengths, the concentration of a chemical component being proportional to the intensity.
De tels spectres sont traités de façon automatique comme expliqué ci- après.  Such spectra are automatically processed as explained below.
Le traitement automatique d'un spectre se passe en deux étapes : une phase de prétraitement afin de supprimer le bruit du à l'acquisition et une phase de traitement pour détecter la présence et éventuellement la concentration des éléments chimiques inclus dans l'échantillon concerné.  The automatic processing of a spectrum takes place in two stages: a pretreatment phase to suppress the noise due to the acquisition and a treatment phase to detect the presence and possibly the concentration of the chemical elements included in the sample concerned.
La phase de prétraitement consiste à extraire du spectre au niveau des détecteurs, une ou plusieurs signatures élémentaires (caractéristiques de chaque élément chimique). Pour cela des algorithmes de lissage sont mis en œuvre, il s'agit d'utiliser différents filtres, filtres moyen, filtre médian, filtre érosion, filtre dilatation, sur des voisinages de taille variable (3, 5 ou 7). Le voisinage représente une fenêtre centrée sur la valeur à étudier. La valeur en un point du spectre est alors modifiée en fonction des valeurs des points du spectre du voisinage considéré. Cette modification dépend du type de filtre utilisé. Il est aussi possible de combiner plusieurs filtres. En effet, en utilisant différents filtres on obtient différentes valeurs du voisinage. Pour un filtre moyen, on calcule la valeur moyenne du voisinage. i+ n/2 x i = 1/n 1E2 x j, avec n taille du voisinage The pretreatment phase consists in extracting from the spectrum at the level of the detectors one or more elementary signatures (characteristics of each chemical element). For this purpose smoothing algorithms are implemented, it is to use different filters, medium filters, median filter, erosion filter, dilation filter, on neighborhoods of variable size (3, 5 or 7). The neighborhood represents a window centered on the value to be studied. The value at a point of the spectrum is then modified according to the values of the points of the spectrum of the considered neighborhood. This change depends on the type of filter used. It is also possible to combine several filters. Indeed, using different filters we obtain different values of the neighborhood. For an average filter, the average value of the neighborhood is calculated. i + n / 2 xi = 1 / n 1E2 xj, with n neighborhood size
j = i n/2  j = i n / 2
Avec un filtre Médian, on calcule la valeur médiane du voisinage. With a Median filter, the median value of the neighborhood is calculated.
i+ n/2  i + n / 2
x i = Médian (x j), avec n taille du voisinage  x i = Median (x j), with n neighborhood size
j = i n/2  j = i n / 2
Avec un filtre érosion, on calcule la valeur minimale du voisinage. With an erosion filter, the minimum value of the neighborhood is calculated.
i+ n/2  i + n / 2
x i = Min (x j), avec n taille du voisinage  x i = Min (x j), with n neighborhood size
j = i n/2 Avec un filtre dilatation, on calcule la valeur maximale du voisinage.  j = i n / 2 With a dilation filter, the maximum value of the neighborhood is calculated.
i+ n/2  i + n / 2
x i = Max (x j), avec n taille du voisinage  x i = Max (x j), with n neighborhood size
j = i n/2  j = i n / 2
La figure 6A, montre le spectre obtenu après l'application d'un filtre moyen sur un voisinage de taille 3. La figure 6B, montre le spectre obtenu après l'application d'un filtre érosion sur un voisinage de taille 5. FIG. 6A shows the spectrum obtained after the application of an average filter over a neighborhood of size 3. FIG. 6B shows the spectrum obtained after the application of an erosion filter on a neighborhood of size 5.
On notera que lorsque les spectres se réduisent à une raie (mono longueur d'onde) le traitement du bruit n'est pas nécessaire.  It should be noted that when the spectra are reduced to a line (single wavelength) the noise treatment is not necessary.
La phase de traitement des spectres se déroule en deux étapes. Tout d'abord, la détection et l'identification des éléments suffisamment significatifs et ensuite le calcul de leur concentration. Pour ce type de traitement, il existe plusieurs techniques dont les techniques les plus performantes sont, la corrélation, l'analyse discriminante, ainsi que la méthode des plus proches voisins. Ces méthodes reposent sur le principe de calcul de similarité entre un spectre ou partie de spectre mesuré et un spectre ou partie de spectre de référence, par rapport à un critère qui, en général est défini par une distance. Les distances classiquement utilisées sont la distance de Minkowski, la distance de Kolmogorov-Smirnov, la distance de Kullback-Leilber ou bien la distance du Chi2. La figure 7 illustre le calcul de la distance du Chi2 entre un spectre central, et deux autres spectres. On remarque que le spectre similaire au spectre central a une distance plus faible. The spectral processing phase takes place in two stages. First, the detection and identification of sufficiently significant elements and then the calculation of their concentration. For this type of treatment, there are several techniques whose most powerful techniques are correlation, discriminant analysis, as well as the nearest neighbors method. These methods are based on the principle of calculating the similarity between a spectrum or part of the measured spectrum and a spectrum or part of the reference spectrum, with respect to a criterion which, in general, is defined by a distance. The distances conventionally used are the Minkowski distance, the Kolmogorov-Smirnov distance, the Kullback-Leilber distance or the Chi2 distance. Figure 7 illustrates the calculation of the Chi2 distance between a central spectrum and two other spectra. Note that the spectrum similar to the central spectrum has a smaller distance.
Les seuils de détection des éléments chimiques polluants à détecter sont intégrés dans l'algorithme de traitement des données et, notamment, dans l'étape de comparaison du procédé entre les informations spectrales obtenues (ou des grandeurs physiques qui en sont issues : intensités, énergies...) et une ou plusieurs signatures de référence. Une signature de référence peut être considérée comme un spectre de référence avec des valeurs seuil d'élément(s) chimique(s) à détecter. Le tableau de la figure 8 illustre la teneur des composants observés dans une biomasse naturelle ainsi que leurs seuils de détection. Si la teneur observée dépasse le seuil critique alors l'élément est détecté, de même si la somme des teneurs est supérieure à une valeur fixée.  The detection thresholds of the polluting chemical elements to be detected are integrated in the data processing algorithm and, in particular, in the step of comparing the process between the spectral information obtained (or physical quantities derived from it): intensities, energies ...) and one or more reference signatures. A reference signature can be considered as a reference spectrum with threshold values of chemical element (s) to be detected. The table in Figure 8 illustrates the content of the components observed in a natural biomass and their detection thresholds. If the observed content exceeds the critical threshold then the element is detected, likewise if the sum of the contents is greater than a fixed value.
Une teneur dépassant un seuil critique (valeur seuil) conduit au rejet de l'échantillon considéré selon le procédé de tri.  A content exceeding a critical threshold (threshold value) leads to the rejection of the sample considered according to the sorting process.
La concentration des éléments chimiques peut ensuite être déterminée grâce aux courbes d'étalonnage préalablement obtenues à partir des intensités des rayonnements recueillis par les détecteurs.  The concentration of the chemical elements can then be determined using the calibration curves previously obtained from the intensities of the radiation collected by the detectors.
Les logiciels intégrant les algorithmes mathématiques pour le traitement et l'identification de caractéristiques chimiques sont optimisés afin que ce traitement soit plus rapide.  Software integrating mathematical algorithms for the processing and identification of chemical characteristics are optimized so that this treatment is faster.
Selon un autre exemple de réalisation du procédé de tri selon l'invention : - on réalise une carte de criblage (signature(s) de référence) qui fixe un ensemble de valeurs seuils d'éléments chimiques susceptibles d'être présents dans des échantillons de bois de recyclage (cette carte définie par exemple par des valeurs d'intensités maximales acceptables de rayonnement est mémorisée dans le système (ordinateur)) ; on notera que ces valeurs sont par exemple obtenues à partir des valeurs de concentrations telles que celles du tableau de la figure 8 grâce aux courbes d'étalonnage (intensité - concentration) ; on amène des échantillons devant le laser 2 de la figure 1 afin de générer des raies d'émission et notamment celles caractéristiques des éléments chimiques à identifier/détecter en utilisant la technologie LIBS ; According to another exemplary embodiment of the sorting method according to the invention: - a screening card (reference signature (s)) is produced which fixes a set of threshold values of chemical elements likely to be present in samples of recycling wood (this map defined for example by maximum acceptable radiation intensity values is stored in the system (computer)); it should be noted that these values are for example obtained from concentration values such as those of the table of FIG. 8 thanks to the calibration curves (intensity - concentration); samples are brought in front of the laser 2 of FIG. 1 in order to generate emission lines and in particular those characteristic of the chemical elements to be identified / detected by using the LIBS technology;
- on recueille les raies d'émission générées et on les sépare (filtrage) afin de conserver uniquement celles des éléments de chaque échantillon à identifier/détecter ;  the generated emission lines are collected and separated (filtering) in order to preserve only those elements of each sample to be identified / detected;
on détecte les raies d'émission séparées grâce aux détecteurs du spectromètre ;  the separate emission lines are detected by means of the detectors of the spectrometer;
- on obtient en sortie des détecteurs les intensités des raies ainsi détectées ;  detectors are obtained at the intensities of the lines thus detected;
on compare ces intensités aux valeurs seuils de la carte de criblage (signature(s) de référence) ; et  these intensities are compared with the threshold values of the screening card (reference signature (s)); and
on trie les échantillons en fonction du résultat de cette comparaison afin de conserver les échantillons dont les éléments chimiques d'intérêt ont des intensités de rayonnement (teneurs) inférieures aux seuils et de rejeter les échantillons pour lesquels l'intensité (teneur) d'au moins un élément chimique est supérieure au seuil correspondant.  the samples are sorted according to the result of this comparison in order to keep the samples whose chemical elements of interest have radiation intensities (contents) below the thresholds and to reject the samples for which the intensity (content) of the less a chemical element is greater than the corresponding threshold.
Alternativement, l'étape de comparaison est effectuée sur des valeurs de concentrations ou teneurs d'éléments chimiques obtenues grâce aux courbes d'étalonnage.  Alternatively, the comparison step is performed on concentration values or chemical element levels obtained using the calibration curves.
La figure 2 illustre un système pour la mise en œuvre du procédé d'identification et de tri de matière bois (pièces, échantillons) exposé ci-dessus. Ce système comprend un dispositif d'avancement 20 tel qu'un convoyeur destiné à faire avancer des pièces ou échantillons 10 placés sur le convoyeur 20. Une source laser 30 émet un faisceau laser focalisé sur lesdits échantillons 10 qui avancent sur le convoyeur afin d'ablater la matière et de générer un plasma. Les raies d'émission issues du plasma sont recueillies par un dispositif d'acquisition 40 spectromètre (polychromateur et détecteurs) permettant de détecter et d'identifier des éléments chimiques. Un dispositif de traitement 60 (ordinateur) est apte à traiter les spectres identifiés (informations spectrales) en utilisant des algorithmes mathématiques basés sur le calcul de coefficients de corrélation entre des spectres de référence et les spectres mesurés. Ces traitements permettent de fournir une décision par rapport aux teneurs observées et aux seuils fixés. On notera que le dispositif de traitement 60 est apte à effectuer des comparaisons entre des grandeurs physiques issues des spectres identifiés (informations spectrales) et des valeurs seuil (intensités, concentration...) lorsque seules des informations spectrales monochromatiques sont détectées (simplicité et rapidité de mise en œuvre du procédé). Un dispositif d'éjection 70 (optionnel) comprenant des moyens pour éjecter une partie desdits échantillons est par exemple placé à la fin de la chaîne de production. Ce dispositif est configuré pour éjecter un échantillon lorsque la teneur observée d'un élément recherché dépasse un seuil proposé dans ledit échantillon. De cette manière, les échantillons sont classés et triés suivant leur typologie et pourront être utilisés pour la construction de produits de qualités différentes. L'analyse des spectres, l'acquisition des données ainsi que le traitement sont synchronisés à l'aide d'un système informatique. Figure 2 illustrates a system for implementing the method of identification and sorting of wood material (parts, samples) exposed above. This system comprises an advancement device 20 such as a conveyor for advancing parts or samples placed on the conveyor 20. A laser source 30 emits a laser beam focused on said samples 10 which advance on the conveyor in order to ablate the material and generate a plasma. The emission lines from the plasma are collected by an acquisition device 40 spectrometer (polychromator and detectors) for detecting and identifying chemical elements. A processing device 60 (computer) is able to process the identified spectra (spectral information) using mathematical algorithms based on the calculation of correlation coefficients between reference spectra and measured spectra. These treatments make it possible to provide a decision in relation to the levels observed and the thresholds set. It will be noted that the processing device 60 is able to make comparisons between physical quantities from the identified spectra (spectral information) and threshold values (intensities, concentration, etc.) when only monochromatic spectral information is detected (simplicity and speed). implementation of the method). An ejection device 70 (optional) comprising means for ejecting a part of said samples is for example placed at the end of the production line. This device is configured to eject a sample when the observed content of a desired element exceeds a threshold proposed in said sample. In this way, the samples are sorted and sorted according to their typology and can be used for the construction of products of different qualities. Spectrum analysis, data acquisition and processing are synchronized using a computer system.
La figure 9 illustre un autre mode de réalisation d'un système 100 d'identification et de tri de pièces ou échantillons en bois de recyclage selon l'invention.  FIG. 9 illustrates another embodiment of a system 100 for identifying and sorting recycling wooden pieces or samples according to the invention.
Ce système comprend, comme le système de la figure 2 :  This system includes, as the system of Figure 2:
un dispositif d'avancement 102 de pièces ou échantillons 104, une source de lumière laser 106,  an advancing device 102 of parts or samples 104, a laser light source 106,
un dispositif 108 d'acquisition de raies d'émission générées à partir du plasma produit par le faisceau laser (technologie LIBS) et de production d'informations spectrales,  a device 108 for acquiring emission lines generated from the plasma produced by the laser beam (LIBS technology) and for producing spectral information,
un dispositif de traitement de données 1 10,  a data processing device 1 10,
un dispositif (optionnel) 1 12 d'éjection pneumatique de pièces 104 afin de les diriger différemment selon le résultat de la comparaison avec des valeurs seuils (teneurs, intensités...).  a device (optional) 1 12 of pneumatic ejection of parts 104 to direct them differently according to the result of the comparison with threshold values (levels, intensities ...).
II est par exemple possible d'utiliser un laser commercialisé par l'une des sociétés Quantel, Continium et Amplitude et un spectromètre commercialisé par l'une des sociétés Atom Research, Océan Optics et Horiba Jobin Yvon. Ce système comprend en outre des moyens 1 14 tels qu'une caméra 3D (par exemple une caméra commercialisée par la société Stemmer Imaging, Vision Component ou Sick) qui sont par exemple positionnés en amont de la source 106 suivant le sens de défilement des pièces 104. It is for example possible to use a laser marketed by one of the companies Quantel, Continium and Amplitude and a spectrometer marketed by one of the companies Atom Research, Océan Optics and Horiba Jobin Yvon. This system further comprises means 1 14 such as a 3D camera (for example a camera marketed by Stemmer Imaging, Vision Component or Sick) which are for example positioned upstream of the source 106 in the direction of scrolling parts 104.
On notera que les moyens 1 14 permettent de repérer la position spatiale de chaque pièce 104 (détermination de ses coordonnées géométriques X, Y, Z) sur le dispositif 102 et d'effectuer une reconstruction volumique (forme, volume) de chaque pièce grâce à un algorithme de traitement (intégré dans la caméra).  Note that the means 1 14 can locate the spatial position of each piece 104 (determination of its geometric coordinates X, Y, Z) on the device 102 and perform a volume reconstruction (shape, volume) of each piece with a processing algorithm (integrated in the camera).
Les moyens 1 14 fournissent ces informations spatiales à la source 106 (et/ou au dispositif 1 10) afin que, sous le contrôle du dispositif de traitement de données 1 10, le faisceau laser (impulsion lumineuse générée) soit focalisé sur une zone précise de l'échantillon et, par exemple, à une profondeur (Z) donnée (pilotage du ou des tirs laser).  The means 1 14 provide this spatial information to the source 106 (and / or the device 1 10) so that, under the control of the data processing device 1 10, the laser beam (generated light pulse) is focused on a specific area of the sample and, for example, at a given depth (Z) (control of the laser firing).
La synchronisation de ces différents moyens est assurée par le dispositif 1 10 qui connaît en outre la position précise desdits moyens les uns par rapport aux autres et par rapport au dispositif 102.  The synchronization of these various means is ensured by the device 1 10 which furthermore knows the precise position of said means relative to one another and with respect to the device 102.
Comme expliqué précédemment le dispositif 108 (spectromètre) acquiert des informations spectrales relatives à des éléments chimiques d'intérêt et, avec le dispositif de traitement 1 10, comparent les teneurs des éléments chimiques présents dans chaque échantillon aux valeurs seuils de la carte de criblage (signature(s) de référence).  As previously explained, the device 108 (spectrometer) acquires spectral information relating to chemical elements of interest and, with the processing device 1 10, compare the contents of the chemical elements present in each sample with the threshold values of the screening card ( signature (s) of reference).
Cette comparaison est effectuée directement à partir des teneurs obtenues grâce aux courbes d'étalonnage ou à partir des intensités ou bien encore par comparaison de spectres de mesure et de référence.  This comparison is made directly from the contents obtained using the calibration curves or from the intensities or else by comparison of measurement and reference spectra.
Le système est ainsi capable de trier les échantillons ou pièces 104 selon le résultat de cette comparaison et de décider de conserver certains échantillons (valeurs seuils non dépassées pour les teneurs des éléments chimiques des échantillons) ou de les rejeter (au moins une valeur seuil dépassée).  The system is thus able to sort the samples or pieces 104 according to the result of this comparison and to decide whether to keep certain samples (threshold values not exceeded for the contents of the chemical elements of the samples) or to reject them (at least one threshold value exceeded ).
Le dispositif d'éjection, piloté par le dispositif 1 10, dévie par soufflage les échantillons en fonction de la décision prise.  The ejection device, controlled by the device 1 10, deflects the samples according to the decision taken.
On notera que la connaissance du volume de chaque pièce 104 (quelles que soient sa forme et ses dimensions), de la densité du bois de recyclage et de la teneur de chaque élément chimique (ex : métal) dans la pièce concernée (via les courbes d'étalonnage) permet de déterminer la masse de chaque élément dans chaque pièce. It will be noted that the knowledge of the volume of each piece 104 (whatever its shape and dimensions), the density of the wood of recycling and the content of each chemical element (eg metal) in the part concerned (via the calibration curves) makes it possible to determine the mass of each element in each part.
Il est ainsi possible d'estimer la masse cumulée d'un élément chimique ou de tous les éléments chimiques détectés dans les pièces triées, qui sont à recycler et éventuellement dans celles à mettre au rebut.  It is thus possible to estimate the cumulative mass of a chemical element or all the chemical elements detected in the sorted parts, which are to be recycled and possibly in those to be discarded.
De nombreuses combinaisons techniques peuvent être envisagées sans sortir du cadre de l'invention ; l'homme de métier choisira l'une ou l'autre en fonction des contraintes économiques, ergonomiques, dimensionnelles ou autres qu'il devra respecter.  Many technical combinations can be envisaged without departing from the scope of the invention; the skilled person will choose one or the other depending on the economic, ergonomic, dimensional or other constraints that must be respected.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé d'identification et de tri de matériaux à base de bois, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : 1. A method for identifying and sorting wood-based materials, characterized in that it comprises the following steps:
amenée d'une pluralité d'échantillons de bois de recyclage, exposition de chacun desdits échantillons à a moins une source laser d'émission d'un rayonnement monochromatique afin d'ablater chaque échantillon et de générer, pour ledit échantillon, des raies d'émission dont les longueurs d'onde correspondent à celles d'éléments chimiques présents dans l'échantillon,  supplying a plurality of recycling wood samples, exposing each of said samples to at least one laser source for emitting monochromatic radiation to ablate each sample and generate, for said sample, emission whose wavelengths correspond to those of chemical elements present in the sample,
obtention, à partir des raies d'émission provenant de chaque échantillon, d'informations spectrales relatives à au moins certaines des raies d'émission des éléments chimiques présents dans l'échantillon,  obtaining, from the emission lines originating from each sample, spectral information relating to at least some of the emission lines of the chemical elements present in the sample,
comparaison, avec une ou plusieurs signatures de référence préalablement obtenues, des informations spectrales ainsi obtenues ou de grandeurs physiques issues desdites informations spectrales, tri des échantillons en fonction du résultat obtenu lors de l'étape de comparaison.  comparing, with one or more previously obtained reference signatures, spectral information thus obtained or physical quantities from said spectral information, sorting the samples according to the result obtained during the comparison step.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la ou les signatures de référence préalablement obtenues définissent un ensemble de valeurs seuil qui sont représentatives chacune d'un seuil d'acceptabilité de la teneur d'un élément chimique qui est susceptible d'être présent dans un échantillon de bois de recyclage.  2. Method according to claim 1, characterized in that the reference or signatures previously obtained define a set of threshold values which are each representative of a threshold of acceptability of the content of a chemical element that is likely to be present in a sample of recycled wood.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'étape de comparaison prévoit de comparer, avec un ensemble de valeurs seuil, l'une des grandeurs physiques suivantes : intensités ou énergies desdites au moins certaines des raies d'émission des éléments chimiques présents dans chaque échantillon, teneurs des éléments chimiques présents dans chaque échantillon et qui sont issus desdites au moins certaines des raies d'émission desdits éléments chimiques. 3. Method according to claim 2, characterized in that the comparison step provides for comparing, with a set of threshold values, one of the following physical quantities: intensities or energies of said at least some of the emission lines of the elements chemical elements present in each sample, contents of the chemical elements present in each sample and which are derived from said at least some of the emission lines of said chemical elements.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte une étape préalable d'étalonnage permettant d'obtenir, à partir d'une pluralité d'échantillons de référence de bois de recyclage qui comprennent une pluralité d'éléments chimiques dont la teneur d'au moins un élément chimique varie d'un échantillon à l'autre, un ensemble de couples de valeurs d'étalonnage pour chaque élément, chaque couple de valeurs d'un élément reliant l'intensité de la ou des raies d'émission dudit élément à sa teneur. 4. Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises a preliminary calibration step for obtaining, from a plurality of reference samples of recycled wood which comprise a plurality of chemical elements whose content of at least one chemical element varies from one sample to another, a set of pairs of calibration values for each element, each pair of values of an element connecting the intensity of the emission line or lines of said element to its content.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de détermination de la teneur des éléments chimiques présents dans chaque échantillon à partir des informations spectrales obtenues des raies d'émission provenant dudit échantillon et des couples de valeurs d'étalonnage.  5. Method according to claim 4, characterized in that it comprises a step of determining the content of the chemical elements present in each sample from the spectral information obtained from the emission lines from said sample and the pairs of values of calibration.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le rayonnement monochromatique émis a une longueur d'onde qui est susceptible d'être comprise entre 266 nm et 1064 nm.  6. Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the monochromatic radiation emitted has a wavelength which is likely to be between 266 nm and 1064 nm.
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le rayonnement monochromatique prend la forme d'une impulsion lumineuse émise à une cadence qui est comprise entre 1 et 1000 Hz.  7. Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the monochromatic radiation takes the form of a light pulse emitted at a rate which is between 1 and 1000 Hz.
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'impulsion lumineuse est plus particulièrement émise à une cadence qui est comprise entre 100 et 1000 Hz. 8. Method according to claim 7, characterized in that the light pulse is more particularly emitted at a rate which is between 100 and 1000 Hz.
9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le rayonnement monochromatique prend la forme d'une impulsion lumineuse qui a une durée comprise entre 1 et 100 nanosecondes.  9. Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the monochromatic radiation takes the form of a light pulse which has a duration of between 1 and 100 nanoseconds.
10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le rayonnement monochromatique prend la forme d'une impulsion lumineuse qui possède une énergie comprise entre 1 et 800 milli-joules.  10. Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that the monochromatic radiation takes the form of a light pulse which has an energy of between 1 and 800 milli-joules.
1 1 . Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de détermination du volume de chaque échantillon. 1 1. Method according to one of claims 1 to 10, characterized in that it comprises a step of determining the volume of each sample.
12. Procédé selon la revendication 1 1 , caractérisé en ce que la détermination du volume est effectuée par reconstruction volumique à partir de mesures optiques en trois dimensions de l'échantillon. 12. The method of claim 1 1, characterized in that the volume determination is performed by volume reconstruction from optical measurements in three dimensions of the sample.
13. Procédé selon les revendications 5 et 1 1 ou 12, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de détermination de la masse des éléments chimiques présents dans chaque échantillon à partir de leur teneur déterminée et du volume de l'échantillon. 13. The method of claims 5 and 1 1 or 12, characterized in that it comprises a step of determining the mass of the chemical elements present in each sample from their determined content and the sample volume.
14. Procédé selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de détermination des coordonnées géométriques (X, Y, 14. Method according to one of claims 1 to 13, characterized in that it comprises a step of determining the geometric coordinates (X, Y,
Z) de chaque échantillon par mesure(s) optique(s). Z) of each sample by optical measurement (s).
15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comporte une étape d'ajustement de la position, sur l'échantillon, du rayonnement monochromatique émis par ladite au moins une source laser en fonction d'au moins certaines (Z) des coordonnées géométriques de l'échantillon. 15. Method according to claim 14, characterized in that it comprises a step of adjusting the position, on the sample, of the monochromatic radiation emitted by said at least one laser source as a function of at least some (Z) geometric coordinates of the sample.
16. Procédé selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que la pluralité d'échantillons est exposée au rayonnement monochromatique émis par ladite au moins une source laser sans traitement préalable desdits échantillons. 16. Method according to one of claims 1 to 15, characterized in that the plurality of samples is exposed to the monochromatic radiation emitted by said at least one laser source without prior treatment of said samples.
17. Procédé selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que les informations spectrales sont susceptibles d'être obtenues sur une gamme de longueurs d'onde allant de l'ultraviolet à l'infrarouge. 17. Method according to one of claims 1 to 16, characterized in that the spectral information can be obtained over a range of wavelengths from ultraviolet to infrared.
18. Procédé selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que les informations spectrales sont obtenues pour des longueurs d'onde séparées de façon à obtenir des informations spectrales discontinues.  18. Method according to one of claims 1 to 17, characterized in that the spectral information is obtained for separate wavelengths so as to obtain discontinuous spectral information.
19. Système d'identification et de tri de matériaux à base de bois, caractérisé en ce qu'il comprend :  19. System for identifying and sorting wood-based materials, characterized in that it comprises:
- des moyens d'amenée d'une pluralité d'échantillons de bois de recyclage,  means for feeding a plurality of samples of recycled wood,
- au moins une source laser d'émission d'un rayonnement monochromatique qui est apte à ablater chaque échantillon en vue de la génération de raies d'émission dont les longueurs d'onde correspondent à celles d'éléments chimiques présents dans ledit échantillon, at least one laser source for emitting monochromatic radiation which is able to ablate each sample for the purpose of generating emission lines whose wavelengths correspond to those of chemical elements present in said sample,
- des moyens d'obtention, à partir des raies d'émission provenant de chaque échantillon, d'informations spectrales relatives à au moins certaines des raies d'émission des éléments chimiques présents dans l'échantillon,  means for obtaining, from the emission lines originating from each sample, spectral information relating to at least some of the emission lines of the chemical elements present in the sample,
- des moyens de comparaison, avec une ou plusieurs signatures de référence préalablement obtenues, des informations spectrales ainsi obtenues ou de grandeurs physiques issues desdites informations spectrales,  means of comparison, with one or more previously obtained reference signatures, of the spectral information thus obtained or of physical quantities derived from said spectral information,
- un dispositif de tri des échantillons en fonction du résultat de la comparaison effectuée par les moyens de comparaison.  a device for sorting the samples according to the result of the comparison made by the comparison means.
20. Système selon la revendication 19, caractérisé en ce que la ou les signatures de référence préalablement obtenues définissent un ensemble de valeurs seuil qui sont représentatives chacune d'un seuil d'acceptabilité de la teneur d'un élément chimique qui est susceptible d'être présent dans un échantillon de bois de recyclage.  20. System according to claim 19, characterized in that the reference or signatures previously obtained define a set of threshold values which are each representative of a threshold of acceptability of the content of a chemical element which is likely to be present in a sample of recycled wood.
21 . Système selon la revendication 20, caractérisé en ce que les moyens de comparaison prévoient de comparer, avec un ensemble de valeurs seuil, l'une des grandeurs physiques suivantes : intensités ou énergies desdites au moins certaines des raies d'émission des éléments chimiques présents dans chaque échantillon, teneurs des éléments chimiques présents dans chaque échantillon et qui sont issues desdites au moins certaines des raies d'émission desdits éléments chimiques.  21. System according to claim 20, characterized in that the comparison means provide for comparing, with a set of threshold values, one of the following physical quantities: intensities or energies of said at least some of the emission lines of the chemical elements present in each sample, contents of the chemical elements present in each sample and which originate from said at least some of the emission lines of said chemical elements.
22. Système selon l'une des revendications 19 à 21 , caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'étalonnage permettant d'obtenir, à partir d'une pluralité d'échantillons de référence de bois de recyclage qui comprennent une pluralité d'éléments chimiques dont la teneur d'au moins un élément chimique varie d'un échantillon à l'autre, un ensemble de couples de valeurs d'étalonnage pour chaque élément, chaque couple de valeurs d'un élément reliant l'intensité de la ou des raies d'émission dudit élément à sa teneur. 22. System according to one of claims 19 to 21, characterized in that it comprises calibration means for obtaining, from a plurality of reference samples of wood recycling which comprise a plurality of chemical elements whose content of at least one chemical element varies from one sample to another, a set of pairs of calibration values for each element, each pair of values of an element connecting the intensity of the or emission lines of said element to its content.
23. Système selon la revendication 22, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de détermination de la teneur des éléments chimiques présents dans chaque échantillon à partir des informations spectrales obtenues des raies d'émission provenant dudit échantillon et des couples de valeurs d'étalonnage. 23. System according to claim 22, characterized in that it comprises means for determining the content of the chemical elements present in each sample from the spectral information obtained from the emission lines from said sample and the pairs of values of calibration.
24. Système selon l'une des revendications 19 à 23, caractérisé en ce que les moyens d'obtention des informations spectrales comprennent, plus particulièrement :  24. System according to one of claims 19 to 23, characterized in that the means for obtaining the spectral information comprise, more particularly:
- des moyens de sélection d'une pluralité de longueurs d'onde et/ou de plages de longueurs d'onde à partir des raies d'émission générées, means for selecting a plurality of wavelengths and / or ranges of wavelengths from the generated emission lines,
- des moyens de détection de la pluralité de longueurs d'onde et/ou de plages de longueurs d'onde sélectionnées. means for detecting the plurality of selected wavelengths and / or wavelength ranges.
25. Système selon la revendication 24, caractérisé en ce que les moyens d'obtention des informations spectrales comprennent un spectromètre.  25. System according to claim 24, characterized in that the means for obtaining the spectral information comprise a spectrometer.
26. Système selon l'une des revendications 19 à 25, caractérisé en ce que le rayonnement monochromatique émis a une longueur d'onde qui est susceptible d'être comprise entre 266 nm et 1064 nm. 26. System according to one of claims 19 to 25, characterized in that the monochromatic radiation emitted has a wavelength which is likely to be between 266 nm and 1064 nm.
27. Système selon l'une des revendications 19 à 26, caractérisé en ce que le rayonnement monochromatique prend la forme d'une impulsion lumineuse émise à une cadence qui est comprise entre 1 et 1000 Hz.  27. System according to one of claims 19 to 26, characterized in that the monochromatic radiation takes the form of a light pulse emitted at a rate which is between 1 and 1000 Hz.
28. Système selon la revendication 27, caractérisé en ce que l'impulsion lumineuse est plus particulièrement émise à une cadence qui est comprise entre 100 et 1000 Hz.  28. System according to claim 27, characterized in that the light pulse is more particularly emitted at a rate which is between 100 and 1000 Hz.
29. Système selon l'une des revendications 19 à 28, caractérisé en ce que le rayonnement monochromatique prend la forme d'une impulsion lumineuse qui a une durée comprise entre 1 et 100 nanosecondes.  29. System according to one of claims 19 to 28, characterized in that the monochromatic radiation takes the form of a light pulse which has a duration of between 1 and 100 nanoseconds.
30. Système selon l'une des revendications 19 à 29, caractérisé en ce que le rayonnement monochromatique prend la forme d'une impulsion lumineuse qui possède une énergie comprise entre 1 et 800 milli-joules.  30. System according to one of claims 19 to 29, characterized in that the monochromatic radiation takes the form of a light pulse which has an energy of between 1 and 800 milli-joules.
31 . Système selon l'une des revendications 19 à 30, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de détermination du volume de chaque échantillon. 31. System according to one of claims 19 to 30, characterized in that it comprises means for determining the volume of each sample.
32. Système selon la revendication 31 , caractérisé en ce que la détermination du volume est effectuée par reconstruction volumique à partir de mesures optiques en trois dimensions de l'échantillon. 32. System according to claim 31, characterized in that the determination of the volume is carried out by volume reconstruction from optical measurements in three dimensions of the sample.
33. Système selon la revendication 31 ou 32, caractérisé en ce que les moyens de détermination du volume de chaque échantillon comprennent une caméra 3D.  33. System according to claim 31 or 32, characterized in that the means for determining the volume of each sample comprise a 3D camera.
34. Système selon la revendication 23 et l'une des revendications 31 à 33, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de détermination de la masse des éléments chimiques présents dans chaque échantillon à partir de leur teneur déterminée et du volume de l'échantillon.  34. System according to claim 23 and one of claims 31 to 33, characterized in that it comprises means for determining the mass of the chemical elements present in each sample from their determined content and the volume of the sample. sample.
35. Système selon l'une des revendications 19 à 34, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de détermination des coordonnées géométriques (X, Y, Z) de chaque échantillon par mesure(s) optique(s).  35. System according to one of claims 19 to 34, characterized in that it comprises means for determining the geometric coordinates (X, Y, Z) of each sample by optical measurement (s).
36. Système selon la revendication 35, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'ajustement de la position, sur l'échantillon, du rayonnement monochromatique émis par ladite au moins une source laser en fonction d'au moins certaines (Z) des coordonnées géométriques de l'échantillon. 36. System according to claim 35, characterized in that it comprises means for adjusting the position, on the sample, of the monochromatic radiation emitted by said at least one laser source as a function of at least some (Z) geometric coordinates of the sample.
37. Système selon la revendication 35 ou 36, caractérisé en ce que les moyens de détermination des coordonnées géométriques de chaque échantillon comprennent une caméra 3D. 37. System according to claim 35 or 36, characterized in that the means for determining the geometric coordinates of each sample comprise a 3D camera.
38. Système selon l'une des revendications 19 à 37, caractérisé en ce que le dispositif de tri est apte à diriger les échantillons de la pluralité d'échantillons différemment en fonction du résultat de la comparaison.  38. System according to one of claims 19 to 37, characterized in that the sorting device is adapted to direct the samples of the plurality of samples differently depending on the result of the comparison.
39. Système selon l'une des revendications 19 à 38, caractérisé en ce que les moyens d'amenée d'une pluralité d'échantillons comprennent un dispositif qui est apte à déplacer les échantillons dans une direction d'avancement.  39. System according to one of claims 19 to 38, characterized in that the means for feeding a plurality of samples comprises a device which is able to move the samples in a direction of advancement.
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