WO2016016584A1 - Method and device for detecting materials that make up a part - Google Patents

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WO2016016584A1
WO2016016584A1 PCT/FR2015/052115 FR2015052115W WO2016016584A1 WO 2016016584 A1 WO2016016584 A1 WO 2016016584A1 FR 2015052115 W FR2015052115 W FR 2015052115W WO 2016016584 A1 WO2016016584 A1 WO 2016016584A1
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WO
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workpiece
measurements
chemical elements
measuring
plasma
Prior art date
Application number
PCT/FR2015/052115
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French (fr)
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François BRYGO
Sébastien MICHEL
Stéphane SENAC
Original Assignee
Bertin Technologies
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    • G01N21/71Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light thermally excited
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Definitions

  • the invention relates to a method and a device for detecting, or analyzing, materials constituting a part.
  • Such an invention allows in particular the sorting for the revalorisation, for example recycling, of various parts whose composition in materials is a priori unknown. The pieces of similar materials can then be grouped, in order subsequently to undergo recycling treatment appropriate to the type of material detected.
  • the polymeric parts stemming mainly from
  • the first two technologies are essentially adapted to material identification problems, and often not usable for dark or black parts. They do not allow the detection of flame retardants simultaneously, and the measurement time is longer than for other technologies (typically several tens of seconds).
  • Spark OES spark spectroscopy technology enables the detection of polymer type and flame retardant detection for all types of part colors. This technology however suffers from a regular problem of fouling of its electrodes. It is also sensitive to the surface condition of the part, and the possible presence of a layer of pollution or paint, which in some cases involves too tedious preparation of the surface of the part before the process. This technology is therefore incompatible with an automatic detection process for a large piece flow.
  • LIBS Laser-Induced Breakdown Spectroscopy
  • the spectral emission of the plasma is sent to the means of an optical system (for example an optical fiber) to an analysis spectrometer associated with computer data processing means.
  • An optical system for example an optical fiber
  • a typical emission spectrum obtained in LIBS is composed of atomic, ionic and sometimes molecular bands.
  • the polymers are in fact all made up of the same matrix of carbon and hydrogen with, for some of them, oxygen and nitrogen.
  • the differentiation between these similar matrices is therefore not trivial, and the use of the emission lines of oxygen and nitrogen is generally difficult because they are interfered with oxygen and nitrogen of the oxygen. surrounding air sample to be measured.
  • the current LIBS systems require grinding the parts to be detected, which impacts the performance as explained above. Indeed, it is difficult to respect the irradiation conditions of the workpiece, that is to say of focusing of the laser beam, and thus positioning of the optical means relative to the workpiece, for each workpiece, even for those of dimensions difficult to condition.
  • the LIBS system does not allow in the current state to detect the composition of parts on which the surface is denatured, by pollution or paint for example, because the plasma is only from the surface of the room.
  • the object of the invention is in particular to respond in part or completely to the problems set out above, by proposing a functional solution for detecting materials composing parts.
  • step (b) from the measurements of step (a), detecting the presence or absence of a surface coating on the part, by comparing the measurements of the chemical elements with a knowledge base,
  • step (c) - if the result of step (b) is negative, go directly to step (d),
  • step (b) if the result of step (b) is positive, deep penetrate the surface of the piece then
  • step (b) - or repeat the steps (a), (b) and (c) on the area started until a negative result in step (b),
  • step (a) either repeat step (a) on the started zone and go directly to step (d), and (d) from the measurements of step (a), detecting the type of materials composing the part by comparing the measurements of the chemical elements with a knowledge base.
  • the invention contrary to what is known in the state of the prior art, makes it possible to overcome the difficulties of detecting materials when the part is coated on the surface with paint, for example, or other materials. types of layers.
  • the invention therefore makes it possible to improve the known systems that can not operate in the presence of such layers.
  • the knowledge bases contain information characteristic of the different materials and chemical elements that make up the various kinds of layers or surface coatings that can be identified on the parts, this information being ideally used for step (b). , in addition to the characteristic information of the materials and chemical elements of the parts themselves to be identified, that is to say the substrate under the layer, these other information being ideally used for step (d).
  • the knowledge base information also depends on the system chosen for the detection. They will provide, for example, the characteristic chemical elements of the lines present in a plasma emission spectrum obtained at the end of a measurement by the LIBS, or in a transmission or infrared reflection spectrum, these two systems each making it possible to obtain a spectrum of the chemical elements forming the surface of the part at the end of step (a). These lines are representative of a particular material, or components, which can be expected a priori.
  • the knowledge bases are for example computer databases stored on digital media, or books, or knowledge belonging to a technician.
  • the knowledge bases mentioned in the different stages of the invention may in fact be one and the same knowledge base.
  • the results of the detection may be used for sorting purposes pieces by categories corresponding to the nature of the detected materials, for purposes of subsequent upgrades, for example recycling, by means of processes particularly suited to the category of material determined.
  • the process is carried out on a part known to be predominantly polymeric, by detecting the type of polymer component thereof in step (d), and may further comprise a step (e) consisting of step (a), to detect the presence of additives in the room, including flame retardant, by comparing the measurements of the chemical elements with a knowledge base.
  • step (e) consisting of step (a)
  • this detection or identification of the type of polymer can be used to recycle the part appropriately at the end of the process.
  • Step (e) is preferably simultaneous with step (d).
  • some measurements are made by a user with the naked eye, and information visible to the naked eye on the part (such as the mark on the cover, or the year of manufacture) will intervene in the detections made in steps (b), (d).
  • This information will be provided to the measuring device before said steps (b), (d) and associated, in the knowledge base to a short list of possible materials, as the case may be, the detection of the type of materials will then take place, during step (d), in this shortlist.
  • step (a) the step (a)
  • a plasma which comprises the chemical elements forming the surface of the piece to be measured
  • step (c) the surface of the workpiece is deepened with the aid of laser radiation coming from the same source as the laser radiation used in step (a).
  • the measurements of step (a) are performed by Laser Ablation Breakdown Spectroscopy (LIBS). It is then particularly advantageous to use the laser radiation of the LIBS to start the surface of the measured part, since this makes it possible not to use additional means, and thus does not add integration problems.
  • LIBS system is not influenced by the color of the room.
  • the inert gas may be helium, or argon, for example.
  • the emission of the inert gas may be controlled by a solenoid valve passing the inert gas only during step (a).
  • (first) optical means for focusing the laser radiation are positioned at a predetermined distance from the workpiece by moving, until the contact of this workpiece, a fixed stop relative to these (first) optical means and which is hollow for contain radiation near the surface of the room.
  • the displacement can advantageously be effected by means of a jack.
  • This proposed configuration ensures optimal measurement conditions for the LIBS, as the laser radiation will irradiate and focus on the surface of the part under known and similar conditions regardless of the size of the part or its original positioning. by compared to the rest of the measurement system.
  • the cylinder makes it possible to disengage the stop when it is necessary to manipulate the workpiece, and to put the abutment against the surface of the workpiece during the measurement steps.
  • This stop may for example consist of a head forming the end of a body in which the LIBS system is located in whole or in part (laser source, optical focusing and measuring means, spectrometer), and comprising a central opening to through which circulates all the radiation involved in the measurement.
  • the method may also comprise a step of testing the validity of the measurements by comparing the measurement of the inert gas alone with an expected and known result.
  • the distance between the optical focusing means of the laser and the surface of the workpiece is calculated in order to automatically focus the laser on the surface of the workpiece.
  • the part is marked with a distinctive sign according to the result of step (d), and step (e) where appropriate.
  • This is particularly useful for performing a posterior sorting step, that is, categorization, based on the distinctive sign marked on the part.
  • step (a) calcium-based molecules, such as calcium iodide Ca molecules, are brought onto the surface of the part, and the presence of recombined part chemical elements is measured. with calcium.
  • calcium-based molecules such as calcium iodide Ca molecules
  • the calcium supply on the part is advantageous because the calcium recombines easily with chlorine or bromine which are usually present in the flame retardants. These recombinations are easily measurable when a plasma is generated by the LIBS system for example, and thus make it easier to detect the presence of a flame retardant.
  • Ca calcium iodide powder is not toxic, relatively inexpensive, and does not interfere with the measurements. However, it tends to oxidize on contact with the air. It must therefore be kept in an environment without oxygen.
  • calcium in the form of powder Ca can be injected together with the gas emitted on the part that does not contain oxygen, which also allows an economy of means.
  • the calcium is injected in real time in the plasma, which allows a control of the amount of calcium and the location of the particle jet, in an oxygen-free environment.
  • the method comprises a step of measuring the mechanical parameters of the part and / or a step of measuring the electrical parameters of the part, and in step (d), the results of mechanical measurements and / or electrical parts to detect the type of materials in the part, compared to a knowledge base.
  • Mechanical measurements may consist of hardness measurements (by Shore D, Vickers, Brinell, or Rockwell tests, for example), or mechanical strength of the workpiece.
  • Electrical measurements may consist of electrical conductivity measurements. These measurements can be performed simultaneously with measurements of chemical elements, which saves time, but also before or after these measurements.
  • the process can be repeated at several points on the surface of the part to ensure the accuracy of the measurements.
  • the method may be preceded or followed by the same method performed on a piece of known composition, to compensate for the measurements made in step (a) if necessary.
  • the invention also relates to a device for measuring chemical elements forming a surface of a part, comprising:
  • first optical means for transporting the laser beam to the surface of the part, and ensuring sufficient irradiation conditions to create a plasma comprising the chemical elements forming the surface of the part
  • optical means are carried by a movable portion comprising a hollow abutment fixed with respect to said first optical means and to bring into contact with the surface of the workpiece.
  • this stop will be hollow to contain the radiation near the surface of the room.
  • the distance between the focusing means of the laser and the workpiece remains the same regardless of the part to be analyzed.
  • This function ensures stability in the measurement and performance of the system.
  • the use of mobile optical means involves a control of the position of the sample relative to the focusing lens as shown in Figures 4A, 4B and 4C of US 2014/204377.
  • An additional means of data processing must be used, which makes it possible to define the best position.
  • we abstain from this means and this function which simplifies the system.
  • the fixed stop makes it possible to guarantee eye safety when using the system, without the need for an eye-safe laser emitting at 1.5 ⁇ so that the operator is not exposed too much. to laser radiation, as expected in US 2014/204377.
  • the device of the invention will also comprise means for holding the workpiece in a vice between two parts, at least one of which is movable,
  • the device described above is adapted to implement the method of the invention. As already explained, the laser radiation of the device can be used to start the surface of the part. This device also corresponds to a particular integration of a LIBS system.
  • the vice is very advantageous, in combination with the other means of the device, because it allows a reliable maintenance of the workpiece at a predetermined location with respect to the first optical means. These latter are movable and can be routed at a known and identical distance from the workpiece surface, for any shape and workpiece size, thanks to the stop.
  • the device thus allows an efficient, easy and fast implementation of the previously described method, and in particular makes it possible not to have to grind the part to be measured beforehand.
  • the vise is in fact advantageously adapted for maintaining whole and relatively bulky parts, such as polymer parts from waste VHU or WEEE.
  • the movable parts can be moved by means of cylinders, pneumatic for example. This facilitates the automation of the device.
  • the laser beam is conveyed through a hollow head comprising a cavity connected to means for emitting a gas and an exit aperture of the laser beam, fixed with the mobile part supporting the optical means, the exit aperture laser beam forming the stop can be brought into contact with the surface of the part held in a vice.
  • this hollow head can form the end of a moving body in which the measurement system is located in whole or in part, among the laser source, the optical means of transport and collection, the spectrometer.
  • the outlet opening of the head circulates all the radiation involved in the measurement.
  • one of the vice holding parts comprises two bars formed in a first plane
  • the other of the parts comprises two bars formed in a second plane parallel to the first plane, the set of bars being configured of to clamp the workpiece in a direction perpendicular to said planes, for example when the actuators are actuated.
  • the bars of one of these parts are spaced 100mm plus or minus 20%, and the bars of the other of these parts are spaced 160mm plus or minus 20%. Moreover, the distance separating the two planes is then preferably 30 min plus or minus 20% when the parts are not tight.
  • the moving parts are each capable of exerting pressures of between 0.6 and 10 bar. This allows on one side an effective vice hold even for relatively heavy and bulky parts, and on the other hand to ensure that the fixed stop with the (first) optical means is in actual contact with the surface of the workpiece , even for a room whose surface is not perfectly flat.
  • a distance sensor may be arranged on the moving part carrying said first optical means and be configured to measure the distance between the moving part and the part.
  • the measuring device further comprises means for measuring mechanical and / or electrical parameters of the part.
  • means for measuring mechanical and / or electrical parameters of the part For example, a hardness measuring rod inside the aforementioned head, which comes into contact with the surface of the part through the opening of the head, and which can measure hardness close to the focusing area of the laser radiation.
  • one advantage of the invention is the sorting of black polymers, with identification of material, in particular for a flame retardant detection.
  • FIG. 1 is a schematic view of a device according to the invention
  • FIG. 2 already described, is a simplified representation of a LIBS system for measuring chemical elements, and which is incorporated in the device of FIG. 1;
  • FIG. 3 is a schematic view of the measurement head of the LIBS system of FIG. 1;
  • - Figure 4 is a schematic view of the vice used in the device shown in Figure 1;
  • FIG. 5 is a schematic view of the device of Figure 1 in the operating position.
  • the method and the device for sorting parts described by the invention are further illustrated in the context of detecting types of polymers comprising a predominantly polymeric part.
  • These parts are of the "large to medium-sized” type from Waste Vehicles End of Life (ELV) or Waste Electrical and Electronic Equipment (WEEE).
  • Other items include photocopiers, medical devices, air-conditioning equipment, VHU parts, furniture, deconstruction of boats, deconstruction of aircraft, production falls, etc. (ie anything that can generate large pieces of plastics), especially in the context of waste sorting VHU or WEEE.
  • This method and this device makes it possible to discriminate, for example, polyethylenes (PE), polypropylenes (PP), polystyrenes or high-impact polystyrenes (PS and HIPS), acrylonitrile-butadiene-styrene terpolymers (ABS), polycarbonates (PC ), Polycarbonate / Acrylonitrile Butadiene Styrene (PC / ABS), polyphenylenes / polystyrenes (PPE / PS), or polyamides (PA).
  • PE polyethylenes
  • PP polypropylenes
  • PS and HIPS high-impact polystyrenes
  • ABS acrylonitrile-butadiene-styrene terpolymers
  • PC polycarbonates
  • PC / ABS Polycarbonate / Acrylonitrile Butadiene Styrene
  • PPE / PS polyphenylenes / polystyrenes
  • PA polyamides
  • sorting is performed directly on the parts without preliminary grinding, and is applicable for a large flow of parts. It is possible to analyze the material, to detect the additives, such as the flame retardants, whatever the color of the parts, without sample preparation and with a very short analysis time, of the order of a few seconds.
  • An operator loads a part 10 to be analyzed in a vice 12. presses two buttons 14 simultaneously to start the analysis. This bi-manual control makes sure that one of the operator's hands is not in a dangerous position. The results of the measurements and the detection are given by computer means 16.
  • the device is as follows:
  • the vice 12 is composed of two parts 18, 20 each comprising two clamping bars 22 extending in the same plane, the plane of the bars 22 of the first part 18 being parallel to the plane of the bars 22 of the second part 20.
  • One of the vice parts is connected to a pneumatic cylinder 24, and presses the part 10 so as to hold it against the other part of the vice.
  • the part 10 is held in such a way as to have a flat surface preferably pressed by the bars 22 of one of the parts of the vice in a plane parallel to the plane of these same bars.
  • a LIBS measuring body 26 is disposed on a second pneumatic jack 28 and has at one end a measurement head forming a stop, 30, automatically brought into contact with the piece 10 between the two bars 20 of one of the parts 20 of the vise 12, by displacement in a direction perpendicular to the plane of these same bars.
  • the LIBS measuring body 26 comprises, a source of laser radiation 32, (first) optical means of transport, routing and focusing, such as mirrors 34 and lenses 56, laser radiation on the piece 10 through a laser beam.
  • the LIBS body 26 can furthermore comprising a hardness measuring rod 50 opening through the opening 36 of the head, electrical conductivity measuring means, and a distance sensor 52 with respect to the surface of the workpiece 10.
  • the stop or head 30 is hollow (space 31), so that it confines the radiation in the space 31, where otherwise the operator would see it and should therefore wear protective glasses.
  • the ocular safety is ensured by the fact that the opening 36 of the head 30 of the body LIBS 26, through which the laser radiation passes, is in contact with the part 10 to be analyzed during the measurements.
  • the body LIBS is equipped with contact sensors 54 which only allow the triggering of the analysis when the head is correctly positioned on the part.
  • the detection of the materials constituting the polymer part is carried out automatically by the body LIBS 26.
  • the analysis by LIBS is carried out in the preferred example with a Nd: YAG laser emitting at the wavelength 1064 nm, with durations of pulse between 4 and 8 ns, and shots clocked between 10 Hz and 40 Hz.
  • the beam is focused with a parabola 34 out of focal length 101 mm.
  • the collection of the plasma is carried out with an optical module comprising or less a lens 42 focusing the radiation of the plasma at the end of an optical fiber 44.
  • the parabola 34 off axis is used for the focus of the laser and also for plasma collection.
  • a separating plate then makes it possible to separate the laser beam (reflection on the slide) and the emission of the plasma (transmission through the slide) between the parabola 34 and the source of the laser radiation 32.
  • a lens 42 then makes it possible to send the plasma radiation passing through the blade in the optical fiber 44.
  • twenty laser shots are applied to each analysis.
  • the result of the analysis is displayed on a screen and mentions the family of the polymer and the possible presence of additives, such as flame retardants containing chlorine, bromine and phosphorus.
  • the analysis time is close to two seconds.
  • other laser characteristics may be used, and the above parameters may be varied as needed, provided that the irradiance of the workpiece surface is sufficient to create a plasma.
  • This principle is particularly advantageous in the context of surface detection of parts, since dust and / or aerosols composed of calcium are generally present naturally on the surfaces, thus ensuring a natural recombination between atoms of additives and calcium atoms.
  • particles composed of calcium on the surface of the sample to be analyzed are added, beforehand or during the measurement, in order to increase the probability of recombination between the atoms of the additives and calcium atoms.
  • the gas 58 in the measurement head of the LIBS body 26 is injected at the same time with calcium iodide particles Ca 60 from a reserve connected to the gas inlet and to the cavity 40 of the measuring head. It is thus easy to control the projection of these particles on the surface of the part 10, without the latter being oxidized (the gas being a priori neutral).
  • Two spectrometers 46 are preferably used simultaneously, connected by means of a bifurcated fiber to the optical means for collecting the plasma.
  • the first spectrometer covers the UV-visible range to detect carbon lines (247.8 nm), hydrogen (656.3 nm), oxygen (777.2 / 777.4 / 777.5 nm), and bands C 2 "swan” and CN “violet” (between 380 and 570 nm).
  • This spectrometer can also be used to detect the presence of additives such as, but not limited to, phosphorus, antimony, titanium, calcium, magnesium and CaCI and CaBr bands evoked following.
  • the second spectrometer is optimized over the near IR range in order to detect the bromine lines around 827 nm and chlorine around 838 nm.
  • a gas is projected on the surface of the room as follows:
  • the measurements are made in the example in the presence of a helium jet 58 inside the head 30 of the body LIBS 26, although any gas whose chemical composition is a priori not present in the desired material and whose emission lines do not interfere with the desired lines is appropriate.
  • the helium jet is controlled by a solenoid valve, and is emitted only during the measuring cycle. The consumption of gas is thus limited to the time of measurement.
  • This helium jet has several advantages:
  • the method includes the detection of a possible paint layer by the LIBS and adapts its measurement according to the presence thereof.
  • some polymer parts have layers of surface paints. These are often undetectable to the naked eye because they are of the same color and composition similar to the substrate polymer.
  • LIBS technology is a surface analysis, the presence of a layer of paint on it distorts the measurement if it is not taken into account.
  • the presence of pigments representative of a paint layer is automatically detected by first measuring by means of the LIBS system the chemical composition on the surface of the part, and comparing it with known information on the elements. chemical components of these pigments.
  • the presence of Titanium emission line is characteristic of the presence of titanium dioxide particles, used massively in paints.
  • the process carries out a new measurement cycle at the same place, using laser radiation to start the piece beyond this layer of paint and reach the substrate.
  • the LIBS measurement is then carried out again on the opened zone, no longer including a layer of paint.
  • a cross-section of detection results from the chemical analysis obtained in LIBS with at least one additional information can be realized.
  • the hardness measurement is performed by means of a rod 50 integrated in the LIBS measuring body, passing through the opening 36 of the measuring head 30, and pressing on the part 10. This rod will be adapted to the choice hardness tests of Shore D, Vickers, Brinell, Meyer or Rockwell type.
  • certain information visible to the naked eye will moreover and preferably be provided to the measuring device at the beginning of the intervention and associated in the knowledge base 55 with a list limited number of possible materials, depending on In this case, the detection of the type of material will take place during the material type detection step in this restricted list.
  • the method may further include measuring the distance between the LIBS measuring body and the workpiece surface.
  • the LIBS technology generally requires focusing the laser radiation on the surface or near the room in order to obtain sufficient irradiance conditions to create a plasma.
  • a measurement of the distance, and therefore of the shift of the focusing point relative to the surface of the part is therefore included in the process, thanks to conventional sensors 52 integrated in the body LIBS 26, and is taken into account.
  • the knowledge bases 55 which come from, among other things, known parts which have been tested and which have served as reference models.
  • the device may also include an autofocus system at the optical laser beam delivery means, using the distance measurement, to ensure that the laser radiation is still focused under the same ideal conditions. on the surface of the room.
  • Tests of validity of the detection are carried out automatically or at the request of the operator on known chemical elements.
  • An intensity level test of a helium line can be performed at each acquisition to ensure that the spectrum is of good quality.
  • the operator can position a reference sample whose chemical composition is known. The system then displays the LIBS spectrum obtained, which can be compared with the reference one to ensure the correct system operation.
  • the detections of the LIBS are crossed with knowledge a priori of the materials composing the room. Indeed, the analysis can be guided by a priori knowledge of the provenance of the parts to be analyzed. For example, it is common that polyethylenes do not contain flame retardant additives. This knowledge can be incorporated into knowledge bases to guide detection when in doubt about the composition of a part. In the same way, the operator who knows the families of materials that can compose the part can use this information to improve the automatic detection performance.
  • the identification of the material and the detection of the flame retardants are carried out on whole parts, thus increasing the mass flow rate of parts to be analyzed. Furthermore, the gripping and automated clamping of the workpiece in a fixed vice of the device optimizes the analysis, thanks to a repeatability of the interface between the part to be analyzed and the movable body LIBS measurement, and allows to perform an automatic triggering of LIBS measurements, which saves time.
  • a marking for example a paint spray, is performed on the part to allow the identification and sorting of the piece a posteriori.
  • the operator can then open the vise by actuating the jack, and unload the piece, put it on a conveyor and load the next piece.
  • the device may include means for controlling the optical routing of the laser radiation, in order to focus the laser radiation at several successive points on the surface of the room where detections will be made. It is thus possible to improve the detection reliability.

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Abstract

The invention relates to a method and device for detecting materials that make up a part (10), wherein the chemical elements that form a surface of the part are measured. According to the invention, the presence of a surface layer on the part is efficiently detected and, when applicable, the surface of the part is cut into in order to repeat the detection at depth beyond the surface layer. The invention also provides a device that is particularly suited to said implementation, which allows in particular the sorting of black polymers, with material identification and flame-retardant detection.

Description

Procédé et dispositif de détection de matériaux composant une pièce  Method and device for detecting materials composing a part
L'invention concerne un procédé et un dispositif de détection, ou d'analyse, de matériaux composant une pièce. Une telle invention permet notamment le tri pour la revalorisation, par recyclage par exemple, de diverses pièces dont la composition en matériaux est à priori inconnue. Les pièces de matériaux similaires peuvent alors être regroupées, afin de faire l'objet par la suite d'un traitement de recyclage approprié au type de matériau détecté. The invention relates to a method and a device for detecting, or analyzing, materials constituting a part. Such an invention allows in particular the sorting for the revalorisation, for example recycling, of various parts whose composition in materials is a priori unknown. The pieces of similar materials can then be grouped, in order subsequently to undergo recycling treatment appropriate to the type of material detected.
On citera pour illustration les pièces polymères issus notamment de As an illustration, the polymeric parts stemming mainly from
Véhicules Hors d'Usage (VHU) ou de Déchets d'Equipements Electriques et Electroniques (DEEE), dont la composition exacte est à priori inconnue et possède un rôle déterminant sur le type de traitement de recyclage à appliquer. En effet le recyclage de pièces polymères issues de DEEE et de VHU en vue de leur revalorisation nécessite, d'une façon générale, deux analyses : End of Life Vehicles (ELV) or Waste Electrical and Electronic Equipment (WEEE), the exact composition of which is unknown and has a determining role in the type of recycling treatment to be applied. In fact, the recycling of polymer parts from WEEE and VHU with a view to their upgrading requires, in general, two analyzes:
- la détection, et/ou classification de la famille du polymère utilisé comme substrat pour la pièce, et  the detection and / or classification of the family of the polymer used as a substrate for the part, and
- la détection de retardateurs de flamme inclus dans certains polymères, dont la quantité maximale est réglementée.  the detection of flame retardants included in certain polymers, the maximum quantity of which is regulated.
Actuellement, la détection à des fins de revalorisation ne peut être réalisée que pour une partie seulement des pièces polymères. En effet, les systèmes d'analyse et de tri existant souffrent de plusieurs contraintes :  Currently, detection for revaluation purposes can only be performed for only part of the polymer parts. Indeed, existing analysis and sorting systems suffer from several constraints:
- les systèmes exploitant les technologies infrarouges, comme le système Mistral™, ne sont pas adaptés pour les matières noires ou sombres,  - systems using infrared technologies, such as the Mistral ™ system, are not suitable for dark or dark matter,
- les systèmes de détection par flottation sont peu concluants aux regards de la gamme importante de polymères et d'additifs pouvant être rencontrés dans une pièce,  flotation detection systems are inconclusive with regard to the wide range of polymers and additives that can be encountered in a room,
- les systèmes de détection par triboélectricité sont seulement efficaces dans le cas d'une discrimination entre deux familles de polymères. - triboelectricity detection systems are only effective in the case of discrimination between two families of polymers.
De plus, ces technologies n'acceptent que des pièces de petites dimensions, et impliquent donc de broyer de façon préliminaire les pièces. Il faut alors disposer d'un débit de détection élevé afin de rentabiliser le processus.  In addition, these technologies accept only small parts, and therefore involve preliminary grinding parts. It is then necessary to have a high detection rate in order to make the process profitable.
D'autres technologies de détection de matériaux ont été développées notamment pour du contrôle qualité ou de l'analyse par échantillonnage. Ainsi, des systèmes d'analyse par spectroscopie infrarouge FTIR, Raman ou par spectroscopie à étincelle sont commercialisés.  Other materials detection technologies have been developed especially for quality control or sampling analysis. Thus, FTIR, Raman or spark spectroscopy analysis systems are commercially available.
Les deux premières technologies sont essentiellement adaptées à des problématiques d'identification de matière, et souvent non utilisables pour les pièces sombres ou noirs. Elles ne permettent pas la détection des retardateurs de flammes simultanément, et le temps de mesure est plus long que pour les autres technologies (plusieurs dizaines de secondes typiquement).  The first two technologies are essentially adapted to material identification problems, and often not usable for dark or black parts. They do not allow the detection of flame retardants simultaneously, and the measurement time is longer than for other technologies (typically several tens of seconds).
La technologie de spectroscopie à étincelle « Spark OES » permet la détection du type de polymère et la détection de retardateur de flamme pour tous types de couleurs de pièces. Cette technologie souffre cependant d'un problème régulier d'encrassement de ses électrodes. Elle est également sensible à l'état de surface de la pièce, et à la présence éventuelle d'une couche de pollution ou de peinture, ce qui implique dans certains cas une préparation trop fastidieuse de la surface de la pièce avant le procédé. Cette technologie est donc peu compatible par ailleurs avec un procédé de détection automatique pour un flux de pièces important.  Spark OES spark spectroscopy technology enables the detection of polymer type and flame retardant detection for all types of part colors. This technology however suffers from a regular problem of fouling of its electrodes. It is also sensitive to the surface condition of the part, and the possible presence of a layer of pollution or paint, which in some cases involves too tedious preparation of the surface of the part before the process. This technology is therefore incompatible with an automatic detection process for a large piece flow.
Par ailleurs, depuis quelques années, la spectroscopie de plasma par ablation laser (LIBS - Laser-lnduced Breakdown Spectroscopy) a été étudiée pour l'analyse de la composition de matériaux, y compris de polymères. Le principe général, illustré par la figure 1 , est le suivant :  In recent years, Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) has been studied for the analysis of the composition of materials, including polymers. The general principle, illustrated in Figure 1, is as follows:
1 : Une impulsion laser d'énergie équivalente à quelques milli-joules, et dont l'impulsion dure entre la femto-seconde et quelques dizaines de nanosecondes, est issue d'une source de rayonnement laser et focalisée, grâce à des moyens optiques comprenant par exemple un miroir et une lentille de focalisation, sur un composé sous forme solide, liquide, aérosols ou gaz, permettant de créer un plasma sur un diamètre d'interaction entre le laser et le composé mesurant entre quelques dizaines et centaines de micromètres. 1: A laser energy pulse equivalent to a few milli-joules, and whose pulse lasts between the femto-second and a few tens of nanoseconds, is derived from a source of laser radiation and focused, by optical means comprising for example a mirror and a focusing lens, on a compound in solid form, liquid, aerosols or gas, for creating a plasma on a interaction diameter between the laser and the compound measuring between a few tens and hundreds of micrometers.
2 : L'émission spectrale du plasma est envoyée aux moyens d'un système optique (par exemple une fibre optique) à un spectromètre d'analyse associé à des moyens informatiques de traitement des données. Un spectre d'émission typique obtenu en LIBS est composé de raies atomiques, ioniques et parfois de bandes moléculaires.  2: The spectral emission of the plasma is sent to the means of an optical system (for example an optical fiber) to an analysis spectrometer associated with computer data processing means. A typical emission spectrum obtained in LIBS is composed of atomic, ionic and sometimes molecular bands.
Quelques travaux ont montré que cette méthode pouvait notamment être utilisée pour le tri de pièces polymères de petites dimensions par différenciation de familles de polymères. Dans la plupart de ces travaux, les spectres d'émission obtenus sont analysés par des méthodes dites « chimiométriques », qui utilisent généralement les intensités d'émission de raies telles que le CN, O, H, C, C2, ou leur rapport, pour définir des classes de polymères. Some studies have shown that this method could be used in particular for sorting small polymer parts by differentiating families of polymers. In most of these studies, the emission spectra obtained are analyzed by so-called "chemometric" methods, which generally use line emission intensities such as CN, O, H, C, C 2 , or their ratio. , to define classes of polymers.
Néanmoins, la mise en œuvre de ce procédé souffre généralement d'une variation significative de performances. Les polymères sont en effet tous constitués d'une même matrice de carbone et d'hydrogène avec, pour certains d'entre eux, de l'oxygène et de l'azote. La différenciation entre ces matrices similaires n'est donc pas triviale, et l'utilisation des raies d'émission de l'oxygène et de l'azote est généralement difficile car celles-ci sont interférées avec l'oxygène et l'azote de l'air environnant l'échantillon à mesurer. Les systèmes LIBS actuels nécessitent de broyer les pièces à détecter, ce qui impacte le rendement comme expliqué plus haut. En effet, il est difficile de respecter les conditions d'irradiation de la pièce, c'est à dire de focalisation du faisceau laser, et donc de positionnement des moyens optiques par rapport à la pièce, pour chaque pièce, même pour celles de dimensions élevées difficilement conditionnables. Il est nécessaire de pouvoir détecter des éléments chimiques, tels que le chlore Cl, le brome Br et le Phosphore P, qui sont utilisés en tant que retardateurs de flammes dans les pièces polymères, afin d'assurer une bonne détection des familles de polymères le cas échéant. Le système LIBS ne permet pas en l'état actuel de détecter la composition de pièces sur lesquelles la surface est dénaturée, par de la pollution ou de la peinture par exemple, car le plasma est seulement issu de la surface de la pièce. Nevertheless, the implementation of this process generally suffers from a significant variation in performance. The polymers are in fact all made up of the same matrix of carbon and hydrogen with, for some of them, oxygen and nitrogen. The differentiation between these similar matrices is therefore not trivial, and the use of the emission lines of oxygen and nitrogen is generally difficult because they are interfered with oxygen and nitrogen of the oxygen. surrounding air sample to be measured. The current LIBS systems require grinding the parts to be detected, which impacts the performance as explained above. Indeed, it is difficult to respect the irradiation conditions of the workpiece, that is to say of focusing of the laser beam, and thus positioning of the optical means relative to the workpiece, for each workpiece, even for those of dimensions difficult to condition. It is necessary that ability to detect chemical elements, such as Cl chlorine, Br bromine and Phosphorus P, which are used as flame retardants in polymer parts, to ensure good polymer family detection where appropriate. The LIBS system does not allow in the current state to detect the composition of parts on which the surface is denatured, by pollution or paint for example, because the plasma is only from the surface of the room.
Finalement, aucun système idéal n'est connu dans l'état de l'art, quand il est désiré pouvoir réaliser une détection rapide, efficace et automatique de matériaux composant des pièces de provenances diverses, et en particulier des pièces de grandes dimensions. En fonction du cas de figure rencontré, on atteint rapidement les limites d'efficacité des systèmes déjà connus.  Finally, no ideal system is known in the state of the art, when it is desired to be able to achieve rapid, efficient and automatic detection of materials composing parts of various origins, and in particular large parts. Depending on the case encountered, the efficiency limits of already known systems are quickly reached.
L'invention a notamment pour objet de répondre en partie ou complètement aux problématiques exposées ci-dessus, en proposant une solution fonctionnelle de détection de matériaux composant des pièces.  The object of the invention is in particular to respond in part or completely to the problems set out above, by proposing a functional solution for detecting materials composing parts.
Elle propose à cet effet un procédé de détection de matériaux constituant une pièce, comprenant des étapes consistant à :  It proposes for this purpose a method for detecting materials constituting a part, comprising the steps of:
(a) mesurer des éléments chimiques formant une surface de la pièce,  (a) measuring chemical elements forming a surface of the part,
(b) à partir des mesures de l'étape (a), détecter la présence ou non d'un revêtement superficiel sur la pièce, par comparaison des mesures des éléments chimiques avec une base de connaissances,  (b) from the measurements of step (a), detecting the presence or absence of a surface coating on the part, by comparing the measurements of the chemical elements with a knowledge base,
(c) - si le résultat de l'étape (b) est négatif, passer directement à l'étape (d),  (c) - if the result of step (b) is negative, go directly to step (d),
- si le résultat de l'étape (b) est positif, entamer en profondeur la surface de la pièce puis  if the result of step (b) is positive, deep penetrate the surface of the piece then
- soit recommencer les étapes (a), (b) et (c) sur la zone entamée jusqu'à obtenir un résultat négatif à l'étape (b),  - or repeat the steps (a), (b) and (c) on the area started until a negative result in step (b),
- soit recommencer l'étape (a) sur la zone entamée et passer directement à l'étape (d), et (d) à partir des mesures de l'étape (a), détecter le type de matériaux composant la pièce par comparaison des mesures des éléments chimiques avec une base de connaissances. - either repeat step (a) on the started zone and go directly to step (d), and (d) from the measurements of step (a), detecting the type of materials composing the part by comparing the measurements of the chemical elements with a knowledge base.
L'invention, au contraire de ce qui est connu dans l'état de l'art antérieur, permet de s'affranchir des difficultés de détection des matériaux lorsque la pièce est revêtue en surface par de la peinture par exemple, ou d'autres types de couches. L'invention permet donc d'améliorer les systèmes connus qui ne peuvent pas fonctionner en présence de telles couches.  The invention, contrary to what is known in the state of the prior art, makes it possible to overcome the difficulties of detecting materials when the part is coated on the surface with paint, for example, or other materials. types of layers. The invention therefore makes it possible to improve the known systems that can not operate in the presence of such layers.
Cela suppose donc que les bases de connaissances contiennent des informations caractéristiques des différents matériaux et éléments chimiques qui composent les diverses sortes de couches ou revêtements superficiels que l'on pourra identifier sur les pièces, ces informations étant idéalement utilisées pour l'étape (b), en plus des informations caractéristiques des matériaux et éléments chimiques des pièces elles- mêmes à identifier, c'est-à-dire du substrat sous la couche, ces autres informations étant idéalement utilisées pour l'étape (d). Les informations des bases de connaissances dépendent aussi du système choisi pour la détection. Elles fourniront par exemple les éléments chimiques caractéristiques des raies présentes dans un spectre d'émission de plasma obtenu à l'issu d'une mesure par le LIBS, ou dans un spectre de transmission ou de réflexion infrarouge, ces deux systèmes permettant chacun d'obtenir un spectre des éléments chimiques formant la surface de la pièce à l'issue de l'étape (a). Ces raies sont représentatives d'un matériau particulier, ou de composants, qui peuvent être a priori attendus.  This presupposes that the knowledge bases contain information characteristic of the different materials and chemical elements that make up the various kinds of layers or surface coatings that can be identified on the parts, this information being ideally used for step (b). , in addition to the characteristic information of the materials and chemical elements of the parts themselves to be identified, that is to say the substrate under the layer, these other information being ideally used for step (d). The knowledge base information also depends on the system chosen for the detection. They will provide, for example, the characteristic chemical elements of the lines present in a plasma emission spectrum obtained at the end of a measurement by the LIBS, or in a transmission or infrared reflection spectrum, these two systems each making it possible to obtain a spectrum of the chemical elements forming the surface of the part at the end of step (a). These lines are representative of a particular material, or components, which can be expected a priori.
Les bases de connaissances sont par exemple des bases de données informatiques stockées sur des supports numériques, ou des livres, ou encore des connaissances appartenant à un technicien. Les bases de connaissances évoquées aux différentes étapes de l'invention peuvent en fait être une seule et même base de connaissance.  The knowledge bases are for example computer databases stored on digital media, or books, or knowledge belonging to a technician. The knowledge bases mentioned in the different stages of the invention may in fact be one and the same knowledge base.
Les résultats de la détection pourront être utilisés à des fins de triage des pièces par catégories correspondant à la nature des matériaux détectés, à des fins de revalorisations par la suite, par recyclage par exemple, aux moyens de procédés particulièrement adaptés à la catégorie de matériau déterminée. The results of the detection may be used for sorting purposes pieces by categories corresponding to the nature of the detected materials, for purposes of subsequent upgrades, for example recycling, by means of processes particularly suited to the category of material determined.
Par exemple, le procédé est effectué sur une pièce connue comme étant principalement polymérique, en détectant le type de polymère la composant lors de l'étape (d), et peut en outre comprendre une étape (e) consistant, à partir des mesures de l'étape (a), à détecter la présence d'additifs dans la pièce, notamment de retardateur de flamme, par comparaison des mesures des éléments chimiques avec une base de connaissances. Là aussi cette détection ou identification du type de polymère peut servir à recycler la pièce de manière appropriée à l'issue du procédé.  For example, the process is carried out on a part known to be predominantly polymeric, by detecting the type of polymer component thereof in step (d), and may further comprise a step (e) consisting of step (a), to detect the presence of additives in the room, including flame retardant, by comparing the measurements of the chemical elements with a knowledge base. Here again this detection or identification of the type of polymer can be used to recycle the part appropriately at the end of the process.
Ce cas de figure est particulièrement utile pour la revalorisation des déchets VHU ou DEEE qui contiennent usuellement de tels retardateurs de flamme. L'étape (e) est de préférence simultanée avec l'étape (d).  This case is particularly useful for the recovery of waste ELV or WEEE that usually contain such flame retardants. Step (e) is preferably simultaneous with step (d).
Dans un cas de figure, certaines mesures se font par un utilisateur à l'œil nu, et des informations visibles à l'œil nu sur la pièce (telles la marque inscrite sur le capot, ou l'année de fabrication) vont intervenir dans les détections effectués aux étapes (b), (d). Ces informations vont être fournies au dispositif de mesure avant lesdites étapes (b), (d) et associées, dans la base de connaissances à une liste restreinte de matériaux possibles, suivant le cas, La détection du type de matériaux s'opérera ensuite, lors de l'étape (d), dans cette liste restreinte.  In one case, some measurements are made by a user with the naked eye, and information visible to the naked eye on the part (such as the mark on the cover, or the year of manufacture) will intervene in the detections made in steps (b), (d). This information will be provided to the measuring device before said steps (b), (d) and associated, in the knowledge base to a short list of possible materials, as the case may be, the detection of the type of materials will then take place, during step (d), in this shortlist.
Ainsi, on pourra par exemple trouver des indications inscrites sur la pièce, telles que des références ou sigles, qui permettront de déterminer le type de matériau présent dans la pièce sans nécessiter de système complexe de détection.  Thus, one can for example find indications written on the part, such as references or acronyms, which will determine the type of material present in the room without requiring a complex detection system.
Avantageusement, lors de l'étape (a),  Advantageously, during step (a),
- on émet un rayonnement laser sur la surface de la pièce,  a laser radiation is emitted on the surface of the piece,
- on génère un plasma comprenant les éléments chimiques formant la surface de la pièce à mesurer, et a plasma is generated which comprises the chemical elements forming the surface of the piece to be measured, and
- on mesure le spectre d'émission du plasma,  the emission spectrum of the plasma is measured,
et de préférence, lors de l'étape (c), on entame en profondeur la surface de la pièce à l'aide d'un rayonnement laser issu d'une même source que le rayonnement laser utilisé à l'étape (a).  and preferably, during step (c), the surface of the workpiece is deepened with the aid of laser radiation coming from the same source as the laser radiation used in step (a).
Afin d'améliorer la mesure dans ce cas, on peut en outre émettre durant ces étapes un gaz de composition chimique différente de celle attendue dans la pièce et sur la surface de la pièce, après avoir présupposé la nature générale de la pièce. Des gaz inertes seront ici particulièrement adaptés car ils ne se retrouvent jamais dans la composition des pièces.  In order to improve the measurement in this case, it is also possible during these steps to emit a gas of chemical composition different from that expected in the room and on the surface of the room, after presupposing the general nature of the room. Inert gases will be particularly suitable here because they are never found in the composition of parts.
Autrement formulé, les mesures de l'étape (a) sont effectuées par spectroscopie de plasma par ablation laser (LIBS - Laser-lnduced Breakdown Spectroscopy). Il est alors particulièrement avantageux d'utiliser le rayonnement laser du LIBS pour entamer la surface de la pièce mesurée, car cela permet de ne pas devoir mettre en œuvre de moyens supplémentaires, et n'ajoute donc pas de problèmes d'intégration. Le système LIBS n'est de plus pas influencé par la couleur de la pièce.  Otherwise formulated, the measurements of step (a) are performed by Laser Ablation Breakdown Spectroscopy (LIBS). It is then particularly advantageous to use the laser radiation of the LIBS to start the surface of the measured part, since this makes it possible not to use additional means, and thus does not add integration problems. The LIBS system is not influenced by the color of the room.
Le gaz inerte pourra être de l'hélium, ou de l'argon par exemple. L'émission du gaz inerte pourra être contrôlée par une électrovanne laissant passer le gaz inerte seulement durant l'étape (a).  The inert gas may be helium, or argon, for example. The emission of the inert gas may be controlled by a solenoid valve passing the inert gas only during step (a).
Préférentiellement, des (premiers) moyens optiques de focalisation du rayonnement laser sont positionnés à une distance prédéterminée de la pièce en déplaçant, jusqu'au contact de cette pièce, une butée fixe par rapport à ces (premiers) moyens optiques et qui est creuse pour contenir le rayonnement à proximité de la surface de la pièce. Le déplacement peut avantageusement être effectué au moyen d'un vérin.  Preferably, (first) optical means for focusing the laser radiation are positioned at a predetermined distance from the workpiece by moving, until the contact of this workpiece, a fixed stop relative to these (first) optical means and which is hollow for contain radiation near the surface of the room. The displacement can advantageously be effected by means of a jack.
Cette configuration proposée permet d'assurer des conditions de mesure optimales pour le LIBS, car le rayonnement laser irradiera et sera focalisé sur la surface de la pièce dans des conditions connues et similaires quelles que soient la taille de la pièce ou son positionnement d'origine par rapport au reste du système de mesure. Le vérin permet de dégager la butée lorsqu'il est nécessaire de manipuler la pièce, et de mettre la butée en appui contre la surface de la pièce lors des étapes de mesure. This proposed configuration ensures optimal measurement conditions for the LIBS, as the laser radiation will irradiate and focus on the surface of the part under known and similar conditions regardless of the size of the part or its original positioning. by compared to the rest of the measurement system. The cylinder makes it possible to disengage the stop when it is necessary to manipulate the workpiece, and to put the abutment against the surface of the workpiece during the measurement steps.
Cette butée peut par exemple consister en une tête formant l'extrémité d'un corps dans lequel se situe le système LIBS en entier ou en partie (source laser, moyens optiques de focalisation et de mesure, spectromètre), et comprenant une ouverture centrale à travers laquelle circulent l'ensemble des rayonnements intervenant dans la mesure.  This stop may for example consist of a head forming the end of a body in which the LIBS system is located in whole or in part (laser source, optical focusing and measuring means, spectrometer), and comprising a central opening to through which circulates all the radiation involved in the measurement.
Le procédé peut également comprendre une étape de test de validité des mesures par comparaison de la mesure du gaz inerte seul avec un résultat attendu et connu.  The method may also comprise a step of testing the validity of the measurements by comparing the measurement of the inert gas alone with an expected and known result.
Dans un cas de figure particulier, la distance entre les moyens optiques de focalisation du laser et la surface de la pièce est calculée afin de focaliser automatiquement le laser à la surface de la pièce.  In a particular case, the distance between the optical focusing means of the laser and the surface of the workpiece is calculated in order to automatically focus the laser on the surface of the workpiece.
Avantageusement, la pièce est marquée par un signe distinctif selon le résultat de l'étape (d), et de l'étape (e) le cas échéant. Ceci est particulièrement utile pour réaliser une étape de tri postérieure, autrement dit de catégorisation, sur la base du signe distinctif marqué sur la pièce.  Advantageously, the part is marked with a distinctive sign according to the result of step (d), and step (e) where appropriate. This is particularly useful for performing a posterior sorting step, that is, categorization, based on the distinctive sign marked on the part.
Préférentiellement, lors de l'étape (a), on apporte sur la surface de la pièce des molécules à base de calcium, telles que des molécules d'iodure de calcium Ca , et on mesure la présence d'éléments chimiques de la pièce recombinés avec le calcium.  Preferably, during step (a), calcium-based molecules, such as calcium iodide Ca molecules, are brought onto the surface of the part, and the presence of recombined part chemical elements is measured. with calcium.
L'apport de calcium sur la pièce est avantageux car le calcium se recombine facilement avec le chlore ou le brome qui sont usuellement présents dans les retardateurs de flamme. Ces recombinaisons sont facilement mesurables lorsqu'un plasma est généré par le système LIBS par exemple, et permettent donc de détecter plus facilement la présence d'un retardateur de flamme.  The calcium supply on the part is advantageous because the calcium recombines easily with chlorine or bromine which are usually present in the flame retardants. These recombinations are easily measurable when a plasma is generated by the LIBS system for example, and thus make it easier to detect the presence of a flame retardant.
Le calcium atomique pur n'existe pas naturellement. Il faut donc utiliser une molécule à base de calcium, que l'on pourra tamponner au préalable sur la pièce, pulvériser, etc. Il ne faut cependant pas utiliser de composés ayant les mêmes atomes que ceux attendus sur la pièce (C, H, N, O, pour les polymères par exemple), ni évidemment de Cl ou Br, pour ne pas fausser les mesures. Il ne faut en outre pas prendre de composés toxiques, et éviter de prendre des composés oxygénés car les raies d'oxyde de calcium CaO et de CaOH sont très intenses dans les spectres, et peuvent interférer avec les raies de CaCI recherchées. Pure atomic calcium does not exist naturally. It is therefore necessary to use a molecule based on calcium, which can be stamped beforehand on the part, spray, etc. However, do not use compounds having the same atoms as those expected on the part (C, H, N, O, for polymers for example), nor obviously Cl or Br, to not distort the measurements. In addition, do not take any toxic compounds, and avoid taking oxygenates because calcium oxide lines CaO and CaOH are very intense in the spectra, and can interfere with the lines of CaCI sought.
Une option avantageuse est de prendre de la poudre d'iodure de calcium Ca , car cette dernière n'est pas toxique, relativement peu onéreuse, et n'interfère pas avec les mesures. Celle-ci a cependant tendance à s'oxyder au contact de l'air. Il faut donc la garder sous un environnement sans oxygène.  An advantageous option is to take Ca calcium iodide powder because the latter is not toxic, relatively inexpensive, and does not interfere with the measurements. However, it tends to oxidize on contact with the air. It must therefore be kept in an environment without oxygen.
Afin de palier à ce problème, dans le cas d'utilisation d'un système LIBS, le calcium sous forme de poudre Ca pourra être injecté conjointement avec le gaz émis sur la pièce qui ne contient pas d'oxygène, ce qui permet en outre une économie de moyens. Ainsi, le calcium est injecté en temps réel dans le plasma, ce qui permet une maîtrise de la quantité de calcium et de la localisation du jet de particule, dans un environnement sans oxygène.  In order to overcome this problem, in the case of using a LIBS system, calcium in the form of powder Ca can be injected together with the gas emitted on the part that does not contain oxygen, which also allows an economy of means. Thus, the calcium is injected in real time in the plasma, which allows a control of the amount of calcium and the location of the particle jet, in an oxygen-free environment.
Avantageusement, le procédé comprend une étape de mesure des paramètres mécaniques de la pièce et/ou une étape de mesure des paramètres électriques de la pièce, et lors de l'étape (d), on utilise en plus les résultats de mesures mécaniques et/ou électriques de la pièce afin de détecter le type de matériaux composant la pièce, par comparaison avec une base de connaissances.  Advantageously, the method comprises a step of measuring the mechanical parameters of the part and / or a step of measuring the electrical parameters of the part, and in step (d), the results of mechanical measurements and / or electrical parts to detect the type of materials in the part, compared to a knowledge base.
En croisant les mesures des éléments chimiques composant la pièce avec les mesures mécaniques et/ou électriques, on dispose ainsi de plus de critères pour déterminer la nature de la pièce en se basant sur les bases de connaissances. Les mesures mécaniques peuvent consister en des mesures de dureté (par des essais Shore D, Vickers, Brinell, ou Rockwell par exemple), ou de résistance mécanique de la pièce. Les mesures électriques peuvent consister en des mesures de conductivité électrique. Ces mesures pourront intervenir simultanément aux mesures d'éléments chimiques, ce qui apporte un gain de temps, mais aussi antérieurement ou postérieurement à ces mesures. By crossing the measurements of the chemical elements composing the part with the mechanical and / or electrical measurements, one thus has more criteria to determine the nature of the piece based on the knowledge bases. Mechanical measurements may consist of hardness measurements (by Shore D, Vickers, Brinell, or Rockwell tests, for example), or mechanical strength of the workpiece. Electrical measurements may consist of electrical conductivity measurements. These measurements can be performed simultaneously with measurements of chemical elements, which saves time, but also before or after these measurements.
On pourra répéter le procédé en plusieurs points de la surface de la pièce, afin d'assurer l'exactitude des mesures.  The process can be repeated at several points on the surface of the part to ensure the accuracy of the measurements.
Par ailleurs, le procédé pourra être précédé ou suivi du même procédé effectué sur une pièce de composition connue, afin de compenser les mesures effectuées à l'étape (a) si besoin.  Moreover, the method may be preceded or followed by the same method performed on a piece of known composition, to compensate for the measurements made in step (a) if necessary.
L'invention concerne également un dispositif de mesure d'éléments chimiques formant une surface d'une pièce, comprenant :  The invention also relates to a device for measuring chemical elements forming a surface of a part, comprising:
- une source de rayonnement laser émettant des impulsions d'un faisceau laser,  a source of laser radiation emitting pulses of a laser beam,
- des premiers moyens optiques permettant de transporter le faisceau laser jusqu'à la surface de la pièce, et assurant des conditions d'irradiation suffisante pour créer un plasma comprenant les éléments chimiques formant la surface de la pièce,  first optical means for transporting the laser beam to the surface of the part, and ensuring sufficient irradiation conditions to create a plasma comprising the chemical elements forming the surface of the part,
- des seconds moyens optiques permettant de collecter une partie d'une émission optique du plasma,  second optical means for collecting part of an optical emission of the plasma,
- des moyens d'analyse spectrale de l'émission optique du plasma pouvant être associés à des moyens informatiques de traitement des données,  means for spectral analysis of the optical emission of the plasma that can be associated with computer data processing means,
caractérisé en ce les moyens optiques sont portés par une partie mobile comprenant une butée creuse, fixe par rapport auxdits premiers moyens optiques et à amener au contact de la surface de la pièce. characterized in that the optical means are carried by a movable portion comprising a hollow abutment fixed with respect to said first optical means and to bring into contact with the surface of the workpiece.
De fait, cette butée sera creuse pour contenir le rayonnement à proximité de la surface de la pièce.  In fact, this stop will be hollow to contain the radiation near the surface of the room.
L'utilisation de (premiers) moyens optiques mobiles comme dans US 2014/204377 implique le déplacement de composants optiques. Ce choix est susceptible d'entraîner des défauts d'alignement du faisceau laser et des dégradations des performances dans le temps, car le déplacement des moyens optiques par rapport la butée sur la pièce peut entraîner leur décollement et/ou leur décentrement, surtout lorsque cette action est répétée fréquemment. Or, dans le cadre de la présente solution, le système est utilisé avec une cadence de mesure élevée (plusieurs fois par minute). Il est donc sollicité mécaniquement. Afin d'éviter les problèmes de désalignement, il est donc ici proposé de conserver solidaires l'ensemble des moyens optiques. C'est ainsi l'ensemble du système qui est déplacé afin de le mettre en contact avec la pièce à mesurer. Grâce à la butée fixe, une mesure répétable dans le temps est obtenue. La distance entre le moyen de focalisation du laser et la pièce reste identique quelle que soit la pièce à analyser. Cette fonction permet de garantir une stabilité dans la mesure et dans les performances du système. Par ailleurs, l'utilisation de moyens optiques mobiles impliquent un contrôle de la position de l'échantillon par rapport à la lentille de focalisation comme le montre les figures 4A, 4B et 4C du document US 2014/204377. Un moyen additionnel de traitement des données doit être utilisé, qui permet de définir la meilleure position. Dans la solution de l'invention, on s'abstient de ce moyen et de cette fonction, ce qui simplifie le système. Enfin, la butée fixe permet de garantir une sécurité oculaire lors de l'utilisation du système, sans nécessité d'un laser dit « eye-safe » émettant à 1 ,5 μιτι afin que l'opérateur ne soit pas exposé de façon trop importante au rayonnement laser, comme prévu dans US 2014/204377. The use of (first) moving optical means as in US 2014/204377 involves moving optical components. This choice is likely to cause misalignment of the laser beam and degradation of performance over time, because the displacement of the optical means relative to the stop on the workpiece can cause them detachment and / or decentering, especially when this action is repeated frequently. However, in the context of the present solution, the system is used with a high measurement rate (several times per minute). It is mechanically solicited. In order to avoid misalignment problems, it is therefore proposed here to keep all the optical means in solidarity. This is the entire system that is moved to bring it into contact with the piece to be measured. Thanks to the fixed stop, a repeatable measurement over time is obtained. The distance between the focusing means of the laser and the workpiece remains the same regardless of the part to be analyzed. This function ensures stability in the measurement and performance of the system. Furthermore, the use of mobile optical means involves a control of the position of the sample relative to the focusing lens as shown in Figures 4A, 4B and 4C of US 2014/204377. An additional means of data processing must be used, which makes it possible to define the best position. In the solution of the invention, we abstain from this means and this function, which simplifies the system. Finally, the fixed stop makes it possible to guarantee eye safety when using the system, without the need for an eye-safe laser emitting at 1.5 μιτι so that the operator is not exposed too much. to laser radiation, as expected in US 2014/204377.
De préférence, pour stabiliser efficacement la pièce en position, le dispositif de l'invention comprendra par ailleurs des moyens de maintien en étau de la pièce entre deux parties dont une au moins est mobile,  Preferably, to effectively stabilize the workpiece in position, the device of the invention will also comprise means for holding the workpiece in a vice between two parts, at least one of which is movable,
Le dispositif décrit ci-dessus est adapté pour mettre en œuvre le procédé de l'invention. Comme déjà expliqué, le rayonnement laser du dispositif peut être utilisé pour entamer la surface de la pièce. Ce dispositif correspond en outre à une intégration particulière d'un système LIBS.  The device described above is adapted to implement the method of the invention. As already explained, the laser radiation of the device can be used to start the surface of the part. This device also corresponds to a particular integration of a LIBS system.
L'étau est très avantageux, en combinaison avec les autres moyens du dispositif, car il permet un maintien fiable de la pièce à une localisation prédéterminée par rapport aux premiers moyens optiques. Ces derniers sont mobiles et peuvent être acheminés à une distance connue et identique de la surface de la pièce, pour n'importe quelle forme et dimension de pièce, grâce à la butée. Le dispositif permet donc une mise en œuvre efficace, facile et rapide du procédé précédemment décrit, et permet en particulier de ne pas avoir à broyer au préalable la pièce à mesurer. L'étau est en effet avantageusement adapté pour le maintien de pièces entières et relativement volumineuses, telles que des pièces polymères issues de déchets VHU ou DEEE. The vice is very advantageous, in combination with the other means of the device, because it allows a reliable maintenance of the workpiece at a predetermined location with respect to the first optical means. These latter are movable and can be routed at a known and identical distance from the workpiece surface, for any shape and workpiece size, thanks to the stop. The device thus allows an efficient, easy and fast implementation of the previously described method, and in particular makes it possible not to have to grind the part to be measured beforehand. The vise is in fact advantageously adapted for maintaining whole and relatively bulky parts, such as polymer parts from waste VHU or WEEE.
Selon une réalisation particulière, les parties mobiles sont déplaçables au moyen de vérins, pneumatiques par exemple. Cela facilite l'automatisation du dispositif.  According to a particular embodiment, the movable parts can be moved by means of cylinders, pneumatic for example. This facilitates the automation of the device.
Avantageusement, le faisceau laser est acheminé à travers une tête creuse comprenant une cavité reliée à des moyens d'émission d'un gaz et une ouverture de sortie du faisceau laser, fixe avec la partie mobile supportant les moyens optiques, l'ouverture de sortie du faisceau laser formant la butée pouvant être amenée au contact de la surface de la pièce maintenue en étau.  Advantageously, the laser beam is conveyed through a hollow head comprising a cavity connected to means for emitting a gas and an exit aperture of the laser beam, fixed with the mobile part supporting the optical means, the exit aperture laser beam forming the stop can be brought into contact with the surface of the part held in a vice.
Comme déjà vu plus haut, cette tête creuse peut former l'extrémité d'un corps mobile dans lequel se situe le système de mesure en entier ou en partie, parmi la source laser, les moyens optiques de transport et de collecte, le spectromètre. L'ouverture de sortie de la tête laisse circuler l'ensemble des rayonnements intervenant dans la mesure.  As already seen above, this hollow head can form the end of a moving body in which the measurement system is located in whole or in part, among the laser source, the optical means of transport and collection, the spectrometer. The outlet opening of the head circulates all the radiation involved in the measurement.
Selon un exemple de réalisation avantageux, une des parties de maintien en étau comprend deux barreaux formés dans un premier plan, et l'autre des parties comprend deux barreaux formés dans un second plan parallèle au premier plan, l'ensemble des barreaux étant configuré de manière à serrer la pièce dans une direction perpendiculaire auxdits plans, par exemple lorsque les vérins sont actionnés.  According to an advantageous exemplary embodiment, one of the vice holding parts comprises two bars formed in a first plane, and the other of the parts comprises two bars formed in a second plane parallel to the first plane, the set of bars being configured of to clamp the workpiece in a direction perpendicular to said planes, for example when the actuators are actuated.
Dans une réalisation particulière, les barreaux d'une de ces parties sont espacés de 100mm plus ou moins 20%, et les barreaux de l'autre de ces parties sont espacés de 160mm plus ou moins 20%. Par ailleurs, la distance séparant les deux plans est alors de préférence de 30mnn plus ou moins 20% lorsque les parties ne sont pas serrées. In a particular embodiment, the bars of one of these parts are spaced 100mm plus or minus 20%, and the bars of the other of these parts are spaced 160mm plus or minus 20%. Moreover, the distance separating the two planes is then preferably 30 min plus or minus 20% when the parts are not tight.
Avantageusement, les parties mobiles sont chacune capables d'exercer des pressions comprises entre 0,6 et 10 bars. Cela permet d'un côté un maintien en étau efficace même pour des pièces relativement lourdes et volumineuses, et d'un autre côté d'assurer que la butée fixe avec les (premiers) moyens optiques soit en réel contact avec la surface de la pièce, même pour une pièce dont la surface n'est pas parfaitement plane.  Advantageously, the moving parts are each capable of exerting pressures of between 0.6 and 10 bar. This allows on one side an effective vice hold even for relatively heavy and bulky parts, and on the other hand to ensure that the fixed stop with the (first) optical means is in actual contact with the surface of the workpiece , even for a room whose surface is not perfectly flat.
Un capteur de distance peut être agencé sur la partie mobile portant lesdits premiers moyens optiques et être configuré pour mesurer la distance entre la partie mobile et la pièce.  A distance sensor may be arranged on the moving part carrying said first optical means and be configured to measure the distance between the moving part and the part.
Avantageusement, le dispositif de mesure comprend en outre des moyens de mesure de paramètres mécanique et/ou électrique de la pièce. On intégrera par exemple une tige de mesure de dureté à l'intérieur de la tête évoquée précédemment, qui entre en contact avec la surface de la pièce à travers l'ouverture de la tête, et qui pourra effectuer une mesure de dureté à proximité de la zone de focalisation du rayonnement laser.  Advantageously, the measuring device further comprises means for measuring mechanical and / or electrical parameters of the part. For example, a hardness measuring rod inside the aforementioned head, which comes into contact with the surface of the part through the opening of the head, and which can measure hardness close to the focusing area of the laser radiation.
On notera encore qu'un intérêt de l'invention est le tri de polymères noirs, avec identification de matière en vue notamment d'une détection de retardateur de flamme.  It will also be noted that one advantage of the invention is the sorting of black polymers, with identification of material, in particular for a flame retardant detection.
L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels :  The invention will be better understood and other characteristics, details and advantages thereof will appear more clearly on reading the description which follows, given by way of non-limiting example with reference to the accompanying drawings in which:
- La figure 1 est une vue schématique d'un dispositif selon l'invention ; FIG. 1 is a schematic view of a device according to the invention;
- la figure 2, déjà décrite, est une représentation simplifiée d'un système LIBS de mesure d'éléments chimiques, et qui est incorporé dans le dispositif de la figure 1 ; FIG. 2, already described, is a simplified representation of a LIBS system for measuring chemical elements, and which is incorporated in the device of FIG. 1;
- la figure 3 est une vue schématique de la tête de mesure du système LIBS de la figure 1 ; - la figure 4 est une vue schématique de l'étau utilisé dans le dispositif représenté à la figure 1 ; FIG. 3 is a schematic view of the measurement head of the LIBS system of FIG. 1; - Figure 4 is a schematic view of the vice used in the device shown in Figure 1;
- la figure 5 est une vue schématique du dispositif de la figure 1 en position de fonctionnement.  - Figure 5 is a schematic view of the device of Figure 1 in the operating position.
Le procédé et le dispositif de tri de pièces décrit par l'invention sont à la suite illustrés dans le cadre de détection de types de polymères composant une pièce principalement polymérique. Ces pièces sont de type « grosses pièces à moyenne » issus de déchets de Véhicules Hors d'Usage (VHU) ou de Déchets d'Equipements Electriques et Electroniques (DEEE). Parmi les autres pièces, on peut lister de façon non exhaustive les photocopieurs, appareils médicaux, appareil de climatisation, les pièces de VHU, meubles, déconstruction de bateaux, déconstruction d'avions, chutes de production, etc. (c'est à dire tout ce qui peut générer des gros morceaux de plastiques), notamment dans le cadre de tri de déchets VHU ou DEEE.  The method and the device for sorting parts described by the invention are further illustrated in the context of detecting types of polymers comprising a predominantly polymeric part. These parts are of the "large to medium-sized" type from Waste Vehicles End of Life (ELV) or Waste Electrical and Electronic Equipment (WEEE). Other items include photocopiers, medical devices, air-conditioning equipment, VHU parts, furniture, deconstruction of boats, deconstruction of aircraft, production falls, etc. (ie anything that can generate large pieces of plastics), especially in the context of waste sorting VHU or WEEE.
Ce procédé et ce dispositif permettent de discriminer par exemple les polyéthylènes (PE), les polypropylènes (PP), les polystyrènes ou High- impact polystyrènes (PS et HIPS), les terpolymères Acrylonitrile-Butadiène- Styrène (ABS), les polycarbonates (PC), les polycarbonate/Acrylonitrile Butadiène Styrène (PC/ABS), les polyphénylènes/polystyrènes (PPE/PS), ou les polyamides (PA)..  This method and this device makes it possible to discriminate, for example, polyethylenes (PE), polypropylenes (PP), polystyrenes or high-impact polystyrenes (PS and HIPS), acrylonitrile-butadiene-styrene terpolymers (ABS), polycarbonates (PC ), Polycarbonate / Acrylonitrile Butadiene Styrene (PC / ABS), polyphenylenes / polystyrenes (PPE / PS), or polyamides (PA).
Dans cet exemple de réalisation de l'invention, le tri est effectué directement sur les pièces sans broyage préliminaire, et est applicable pour un flux important de pièces. Il est possible d'analyser la matière, de détecter les additifs, tels que les retardateurs de flamme, quelle que soit la couleur des pièces, sans préparation de l'échantillon et avec un temps d'analyse très court, de l'ordre de quelques secondes. La description qui suit est faite en référence à l'ensemble des figures.  In this embodiment of the invention, sorting is performed directly on the parts without preliminary grinding, and is applicable for a large flow of parts. It is possible to analyze the material, to detect the additives, such as the flame retardants, whatever the color of the parts, without sample preparation and with a very short analysis time, of the order of a few seconds. The description which follows is made with reference to all the figures.
Le principe de fonctionnement de base de l'exemple est le suivant : The basic operating principle of the example is as follows:
Un opérateur charge une pièce 10 à analyser dans un étau 12. Il appuie sur deux boutons 14 simultanément afin de démarrer l'analyse. Cette commande bi-manuelle permet de s'assurer qu'une des mains de l'opérateur ne se trouve pas dans une position dangereuse. Les résultats des mesures et de la détection sont donnés par des moyens informatiques 16. An operator loads a part 10 to be analyzed in a vice 12. presses two buttons 14 simultaneously to start the analysis. This bi-manual control makes sure that one of the operator's hands is not in a dangerous position. The results of the measurements and the detection are given by computer means 16.
Le dispositif se présente comme suit : The device is as follows:
L'étau 12 est composé de deux parties 18, 20 comprenant chacun deux barreaux 22 de serrage s'étendant dans un même plan, le plan des barreaux 22 de la première partie 18 étant parallèle au plan des barreaux 22 de la seconde partie 20. Une 20 des parties de l'étau est reliée à un vérin pneumatique 24, et presse la pièce 10 de façon à la maintenir contre l'autre 18 partie de l'étau. Lors du serrage à l'aide du vérin pneumatique 24, la pièce 10 est maintenue de manière à présenter une surface, plane de préférence, plaquée par les barreaux 22 de l'une 20 des parties de l'étau dans un plan parallèle au plan de ces mêmes barreaux.  The vice 12 is composed of two parts 18, 20 each comprising two clamping bars 22 extending in the same plane, the plane of the bars 22 of the first part 18 being parallel to the plane of the bars 22 of the second part 20. One of the vice parts is connected to a pneumatic cylinder 24, and presses the part 10 so as to hold it against the other part of the vice. When tightened with the aid of the pneumatic cylinder 24, the part 10 is held in such a way as to have a flat surface preferably pressed by the bars 22 of one of the parts of the vice in a plane parallel to the plane of these same bars.
Un corps de mesure LIBS 26 est disposé sur un second vérin pneumatique 28 et possède à une extrémité une tête de mesure formant butée, 30, mise automatiquement en contact avec la pièce 10 entre les deux barreaux 20 de l'une des parties 20 de l'étau 12, par déplacement dans une direction perpendiculaire au plan de ces mêmes barreaux. Le corps de mesure LIBS 26 comprend, une source de rayonnement laser 32, des (premiers) moyens optiques de transport, d'acheminement et de focalisation, tels que des miroirs 34 et lentilles 56, du rayonnement laser sur la pièce 10 à travers une ouverture 36 de la tête 30, des moyens d'injection 38 d'un gaz 58 et de iodure de calcium 60 dans une enceinte 40 de la tête 30 débouchant sur son ouverture 36, des (seconds) moyens optiques de collecte du rayonnement du plasma comportant des lentilles 42 et une fibre optique 44, et deux spectromètres 46 reliés en entrée à la fibre optique 44 et en sortie à des moyens de traitement informatique 48 contenant les bases de connaissances 55. Le corps LIBS 26 peut en outre comprendre une tige 50 de mesure de dureté débouchant par l'ouverture 36 de la tête, des moyens de mesure de conductivité électrique, et un capteur de distance 52 par rapport à la surface de la pièce 10. A LIBS measuring body 26 is disposed on a second pneumatic jack 28 and has at one end a measurement head forming a stop, 30, automatically brought into contact with the piece 10 between the two bars 20 of one of the parts 20 of the vise 12, by displacement in a direction perpendicular to the plane of these same bars. The LIBS measuring body 26 comprises, a source of laser radiation 32, (first) optical means of transport, routing and focusing, such as mirrors 34 and lenses 56, laser radiation on the piece 10 through a laser beam. opening 36 of the head 30, injection means 38 of a gas 58 and calcium iodide 60 in an enclosure 40 of the head 30 opening on its opening 36, (second) optical means for collecting the radiation of the plasma comprising lenses 42 and an optical fiber 44, and two spectrometers 46 connected at input to the optical fiber 44 and at the output to data processing means 48 containing the knowledge bases 55. The LIBS body 26 can furthermore comprising a hardness measuring rod 50 opening through the opening 36 of the head, electrical conductivity measuring means, and a distance sensor 52 with respect to the surface of the workpiece 10.
La butée ou tête 30 est creuse (espace 31 ), de sorte qu'elle confine le rayonnement dans l'espace 31 , là où, sinon, l'opérateur le verrait et devrait donc porter des lunettes de protection.  The stop or head 30 is hollow (space 31), so that it confines the radiation in the space 31, where otherwise the operator would see it and should therefore wear protective glasses.
La sécurité oculaire est assurée par le fait que l'ouverture 36 de la tête 30 du corps LIBS 26, par laquelle transite le rayonnement laser, est en contact avec la pièce 10 à analyser lors des mesures. Dans un exemple de mise en œuvre, le corps LIBS est équipé de détecteurs de contacts 54 qui autorisent uniquement le déclenchement de l'analyse lorsque la tête est correctement positionnée sur la pièce.  The ocular safety is ensured by the fact that the opening 36 of the head 30 of the body LIBS 26, through which the laser radiation passes, is in contact with the part 10 to be analyzed during the measurements. In an exemplary implementation, the body LIBS is equipped with contact sensors 54 which only allow the triggering of the analysis when the head is correctly positioned on the part.
Le principe de mesure des éléments chimiques composant la pièce est le suivant : The principle of measurement of the chemical elements composing the part is as follows:
La détection des matériaux composant la pièce polymère est réalisée automatiquement par le corps LIBS 26. L'analyse par LIBS est réalisée dans l'exemple préféré avec un laser Nd:YAG émettant à la longueur d'onde 1064 nm, avec des durées d'impulsion compris entre 4 et 8 ns, et des tirs cadencés entre 10 Hz et 40 Hz. Le faisceau est focalisé à l'aide d'une parabole 34 hors d'axe de focale 101 mm. La collection du plasma est réalisée avec un module optique comprenant ou moins une lentille 42 focalisant le rayonnement du plasma à l'extrémité d'une fibre optique 44. Dans un cas de réalisation particulier, la parabole 34 hors d'axe est utilisée pour la focalisation du laser et également pour la collection du plasma. Une lame séparatrice permet alors de séparer le faisceau laser (réflexion sur la lame) et l'émission du plasma (transmission à travers la lame) entre la parabole 34 et la source du rayonnement laser 32. Une lentille 42 permet ensuite d'envoyer le rayonnement du plasma traversant la lame dans la fibre optique 44. Dans l'exemple, on applique vingt tirs laser à chaque analyse. Le résultat de l'analyse est affiché sur un écran et mentionne la famille du polymère et la présence éventuelle d'additifs, tels que les retardateurs de flamme contenant du chlore, du brome et du phosphore. Le temps d'analyse est proche de deux secondes. D'une façon générale, d'autres caractéristiques laser peuvent être utilisés, et on pourra faire varier les paramètres ci-dessus en fonction des besoins, à condition que l'irradiance de la surface de la pièce soit suffisante pour créer un plasma. The detection of the materials constituting the polymer part is carried out automatically by the body LIBS 26. The analysis by LIBS is carried out in the preferred example with a Nd: YAG laser emitting at the wavelength 1064 nm, with durations of pulse between 4 and 8 ns, and shots clocked between 10 Hz and 40 Hz. The beam is focused with a parabola 34 out of focal length 101 mm. The collection of the plasma is carried out with an optical module comprising or less a lens 42 focusing the radiation of the plasma at the end of an optical fiber 44. In a particular embodiment, the parabola 34 off axis is used for the focus of the laser and also for plasma collection. A separating plate then makes it possible to separate the laser beam (reflection on the slide) and the emission of the plasma (transmission through the slide) between the parabola 34 and the source of the laser radiation 32. A lens 42 then makes it possible to send the plasma radiation passing through the blade in the optical fiber 44. In the example, twenty laser shots are applied to each analysis. The result of the analysis is displayed on a screen and mentions the family of the polymer and the possible presence of additives, such as flame retardants containing chlorine, bromine and phosphorus. The analysis time is close to two seconds. In general, other laser characteristics may be used, and the above parameters may be varied as needed, provided that the irradiance of the workpiece surface is sufficient to create a plasma.
On améliore la détection d'additifs : The detection of additives is improved:
Lorsque l'on désire détecter les additifs, tels que les retardateurs de flamme contenant du chlore (raies d'émission Cl 1 837,59 nm, Cl I 858,60 nm ou Cl I 725,66 nm), du brome (raie Br I 827,24 nm) et du phosphore (P I 253,56 nm, P I 255,32 nm), ou tout type de composés, une des problématiques essentielles provient de la faible émissivité de ces atomes, conduisant à des limites d'efficacité de la détection.  When it is desired to detect additives, such as chlorine-containing flame retardants (emission lines C1837.59 nm, C18860 nm or C127.66 nm), bromine (Br I 827.24 nm) and phosphorus (PI 253.56 nm, PI 255.32 nm), or any type of compounds, one of the essential problems comes from the low emissivity of these atoms, leading to efficiency limits of detection.
Afin de palier à ces difficultés, on peut utiliser des recombinaisons entre les atomes des éléments à détecter et d'autres atomes provenant naturellement de la pièce ou ajoutés à la pièce au cours de l'analyse. Un des exemples non limitatif est ici l'utilisation de calcium. Les molécules de chlore, brome ou autre d'un côté, et de calcium d'un autre côté, peuvent en effet se recombiner dans un plasma et créer des molécules de CaCI, CaBr, etc. Les molécules de CaCI par exemple émettent une radiation caractéristique aux longueurs d'onde proches de 622,49 nm, 621 ,16 nm, 618,49 nm et 593,40 nm. On obtient un gain significatif en efficacité de détection des éléments chimiques des additifs recombinés avec le calcium, par rapport aux éléments chimiques simples.  In order to overcome these difficulties, it is possible to use recombinations between the atoms of the elements to be detected and other atoms coming naturally from the part or added to the part during the analysis. One of the nonlimiting examples here is the use of calcium. The molecules of chlorine, bromine or other on one side, and calcium on the other hand, can indeed recombine in a plasma and create molecules of CaCl 2, CaBr, etc. The CaCl 2 molecules, for example, emit a characteristic radiation at wavelengths close to 622.49 nm, 621.16 nm, 618.49 nm and 593.40 nm. A significant gain in the efficiency of detection of the chemical elements of the recombinant additives with calcium, compared with the simple chemical elements, is obtained.
Ce principe est particulièrement avantageux dans le cadre de détection en surface des pièces, car des poussières et/ou aérosols composés de calcium sont généralement présents naturellement sur les surfaces, assurant ainsi une recombinaison naturelle entre des atomes des additifs et des atomes de calcium. Dans une autre mise en œuvre possible, il est ajouté, au préalable ou au cours de la mesure, des particules composées de calcium sur la surface de l'échantillon à analyser, afin d'augmenter la probabilité de recombinaison entre les atomes des additifs et des atomes de calcium. This principle is particularly advantageous in the context of surface detection of parts, since dust and / or aerosols composed of calcium are generally present naturally on the surfaces, thus ensuring a natural recombination between atoms of additives and calcium atoms. In another possible implementation, particles composed of calcium on the surface of the sample to be analyzed are added, beforehand or during the measurement, in order to increase the probability of recombination between the atoms of the additives and calcium atoms.
Dans l'exemple, on injecte simultanément au gaz 58 dans la tête 30 de mesure du corps LIBS 26 des particules d'iodure de calcium Ca 60 à partir d'une réserve reliée à l'arrivée de gaz et à la cavité 40 de la tête de mesure. Il est ainsi facile de contrôler la projection de ces particules à la surface de la pièce 10, sans que ces dernières ne s'oxydent (le gaz étant à priori neutre).  In the example, the gas 58 in the measurement head of the LIBS body 26 is injected at the same time with calcium iodide particles Ca 60 from a reserve connected to the gas inlet and to the cavity 40 of the measuring head. It is thus easy to control the projection of these particles on the surface of the part 10, without the latter being oxidized (the gas being a priori neutral).
A propos des spectromètres : About spectrometers:
On utilise préférentiellement deux spectromètres 46 simultanément, reliés à l'aide d'une fibre bifurquée aux moyens optiques de collection du plasma. Le premier spectromètre couvre la plage UV - visible afin de détecter les raies de carbone (247,8 nm), hydrogène (656,3 nm), oxygène (777,2 / 777,4 / 777,5 nm), et les bandes de C2 « swan » et CN « violet » (situées entre 380 et 570 nm). Ce spectromètre peut également servir à détecter la présence d'additifs tels que, à titre non exhaustif, le phosphore, l'antimoine, le titane, le calcium, le magnésium et les bandes de CaCI et CaBr évoquées à la suite. Two spectrometers 46 are preferably used simultaneously, connected by means of a bifurcated fiber to the optical means for collecting the plasma. The first spectrometer covers the UV-visible range to detect carbon lines (247.8 nm), hydrogen (656.3 nm), oxygen (777.2 / 777.4 / 777.5 nm), and bands C 2 "swan" and CN "violet" (between 380 and 570 nm). This spectrometer can also be used to detect the presence of additives such as, but not limited to, phosphorus, antimony, titanium, calcium, magnesium and CaCI and CaBr bands evoked following.
Le second spectromètre est optimisé sur la plage proche IR afin de détecter les raies de brome vers 827 nm et chlore vers 838 nm.  The second spectrometer is optimized over the near IR range in order to detect the bromine lines around 827 nm and chlorine around 838 nm.
Dans une autre configuration, on peut utiliser un commutateur de fibres qui adressera successivement les deux spectromètres 46. Dans cette approche, on peut par exemple appliquer dans un premier temps 10 tirs laser permettant d'obtenir un spectre dans la gamme UV- VIS puis 10 tirs laser permettant d'obtenir un spectre dans la gamme proche IR après commutation.  In another configuration, it is possible to use a fiber switch which successively sends the two spectrometers 46. In this approach, it is possible, for example, to initially apply 10 laser shots making it possible to obtain a spectrum in the UV-VIS range and then 10 laser shots to obtain a spectrum in the near IR range after switching.
Un gaz est projeté à la surface de la pièce comme suit : Les mesures se font dans l'exemple en présence d'un jet d'hélium 58 à l'intérieur de la tête 30 du corps LIBS 26, bien que tout gaz dont la composition chimique n'est a priori pas présente dans le matériau recherché et dont les raies d'émission n'interfèrent pas avec les raies recherchées soit approprié. Le jet d'hélium est piloté par une électrovanne, et est émis seulement pendant le cycle de mesure. La consommation de gaz est ainsi limitée au temps de la mesure. Ce jet d'hélium a plusieurs avantages : A gas is projected on the surface of the room as follows: The measurements are made in the example in the presence of a helium jet 58 inside the head 30 of the body LIBS 26, although any gas whose chemical composition is a priori not present in the desired material and whose emission lines do not interfere with the desired lines is appropriate. The helium jet is controlled by a solenoid valve, and is emitted only during the measuring cycle. The consumption of gas is thus limited to the time of measurement. This helium jet has several advantages:
- Il permet de chasser l'oxygène (O) et l'azote (N) de l'air. Les raies de O et N visibles sur les spectres issus du plasma sont donc issues uniquement de la pièce en polymère et non de l'air ambiant. Ces raies d'émission optiques peuvent donc être utilisées pour la classification, dans la famille des styréniques, des ABS (polymère ayant de l'azote), du PC (polymère ayant de l'oxygène), de l'ABS-PC (mélange polymérique contenant de l'oxygène et de l'azote), et du HIPS (ni oxygène, ni azote). A noter que l'azote est un atome peu émissif. Dans notre exemple, la détection de l'azote est donc réalisée préférentiellement par l'intermédiaire de la molécule CN (bande d'émission située vers 388 nm) et non de la molécule d'azote directement.  - It allows to expel oxygen (O) and nitrogen (N) from the air. The lines of O and N visible on the spectra from the plasma are therefore derived solely from the polymer part and not from the ambient air. These optical emission lines can therefore be used for the classification, in the family of styrenics, ABS (polymer having nitrogen), PC (polymer having oxygen), ABS-PC (mixture polymer containing oxygen and nitrogen), and HIPS (neither oxygen nor nitrogen). It should be noted that nitrogen is a low emissivity atom. In our example, the detection of nitrogen is therefore preferably carried out via the CN molecule (emission band located at about 388 nm) and not directly from the nitrogen molecule.
- La raie d'émission de brome que l'on cherche à détecter, située à - The bromine emission line that is to be detected, located at
827,24 nm est interférée en partie par des raies d'azote. La suppression de l'azote de l'air permet donc d'améliorer sa détection, et d'obtenir des sensibilités de détection permettant de détecter les faibles quantités de bromes imposées par la réglementation sur les polymères bromés. 827.24 nm is partially interfered with by nitrogen lines. The removal of nitrogen from the air thus makes it possible to improve its detection, and to obtain sensitivities of detection making it possible to detect the small quantities of bromine imposed by the regulation on brominated polymers.
En ce qui concerne la détection de couches superficielles : With regard to the detection of superficial layers:
De plus, le procédé inclut la détection d'une éventuelle couche de peinture par le LIBS et adapte sa mesure en fonction de la présence de celle-ci. En effet, certaines pièces polymères possèdent des couches de peintures en surface. Celles-ci sont souvent indétectables à l'œil nu car elles sont de même couleur et de composition similaire au substrat polymérique. La technologie LIBS étant une analyse de surface, la présence d'une couche de peinture sur celle-ci fausse la mesure si elle n'est pas prise en compte. Dans l'exemple, on détecte automatiquement la présence de pigments représentatifs d'une couche de peinture en mesurant dans un premier temps au moyen du système LIBS la composition chimique en surface de la pièce, et en la comparant à des informations connues sur les éléments chimiques composant ces pigments. En particulier, la présence de raie d'émission de Titane est caractéristique de la présence de particules de dioxyde de titane, utilisées massivement dans les peintures. Ainsi, en cas de détection de titane ou autre peinture, le procédé réalise un nouveau cycle de mesure au même endroit, en utilisant le rayonnement laser pour entamer la pièce au-delà de cette couche de peinture et atteindre le substrat. La mesure LIBS est alors effectuée de nouveau sur la zone entamée, ne comportant plus de couche de peinture. In addition, the method includes the detection of a possible paint layer by the LIBS and adapts its measurement according to the presence thereof. Indeed, some polymer parts have layers of surface paints. These are often undetectable to the naked eye because they are of the same color and composition similar to the substrate polymer. As LIBS technology is a surface analysis, the presence of a layer of paint on it distorts the measurement if it is not taken into account. In the example, the presence of pigments representative of a paint layer is automatically detected by first measuring by means of the LIBS system the chemical composition on the surface of the part, and comparing it with known information on the elements. chemical components of these pigments. In particular, the presence of Titanium emission line is characteristic of the presence of titanium dioxide particles, used massively in paints. Thus, in case of detection of titanium or other paint, the process carries out a new measurement cycle at the same place, using laser radiation to start the piece beyond this layer of paint and reach the substrate. The LIBS measurement is then carried out again on the opened zone, no longer including a layer of paint.
D'autres paramètres à prendre en compte pour améliorer la détection : Other parameters to take into account to improve the detection:
Un croisement de résultats de détection provenant de l'analyse chimique obtenue en LIBS avec au moins une information supplémentaire peut être réalisé. A titre d'exemple, on pourra utiliser la couleur, observée par l'opérateur, la marque de la pièce, une mesure de la dureté, une mesure de la conduction électrique, voire la forme de la pièce, qui peut aider à la classification du polymère composant la pièce. En particulier, la mesure de dureté est réalisée au moyen d'une tige 50 intégrée au corps de mesure LIBS, passant à travers l'ouverture 36 de la tête de mesure 30, et appuyant sur la pièce 10. Cette tige sera adaptée au choix à des tests de dureté de type Shore D, Vickers, Brinell, Meyer ou Rockwell.  A cross-section of detection results from the chemical analysis obtained in LIBS with at least one additional information can be realized. For example, we can use the color, observed by the operator, the mark of the part, a measure of the hardness, a measure of the electrical conduction, even the shape of the part, which can help classification the polymer component part. In particular, the hardness measurement is performed by means of a rod 50 integrated in the LIBS measuring body, passing through the opening 36 of the measuring head 30, and pressing on the part 10. This rod will be adapted to the choice hardness tests of Shore D, Vickers, Brinell, Meyer or Rockwell type.
Dans ce cadre, certaines informations visibles à l'œil nu (marque de la pièce...) vont en outre et de préférence être fournies au dispositif de mesure en début d'intervention et associées, dans la base de connaissances 55 à une liste restreinte de matériaux possibles, suivant le cas, La détection du type de matériaux s'opérera ensuite, lors de l'étape de détection du type de matériaux, dans cette liste restreinte. In this context, certain information visible to the naked eye (brand of the part ...) will moreover and preferably be provided to the measuring device at the beginning of the intervention and associated in the knowledge base 55 with a list limited number of possible materials, depending on In this case, the detection of the type of material will take place during the material type detection step in this restricted list.
Le procédé peut en outre inclure une mesure de la distance entre le corps de mesure LIBS et la surface de la pièce. En effet, la technologie LIBS nécessite généralement de focaliser le rayonnement laser sur la surface, ou proche, de la pièce afin d'obtenir les conditions d'irradiance suffisantes pour créer un plasma.  The method may further include measuring the distance between the LIBS measuring body and the workpiece surface. Indeed, the LIBS technology generally requires focusing the laser radiation on the surface or near the room in order to obtain sufficient irradiance conditions to create a plasma.
Cependant, ces conditions ne sont généralement obtenues qu'aux alentours du point de focalisation, et le déplacement de quelques millimètres de la pièce autour de ce point peut modifier la nature du plasma (température, densité électronique) mesuré et donc modifier le profil d'émission du spectre, et dégrader les performances de détection.  However, these conditions are generally obtained only around the point of focus, and the displacement of a few millimeters of the piece around this point can change the nature of the plasma (temperature, electron density) measured and thus modify the profile of the plasma. spectrum emission, and degrade the detection performance.
Dans l'exemple, une mesure de la distance, et donc du décalage du point de focalisation par rapport à la surface de la pièce, est donc inclue au procédé, grâce à des capteurs 52 classiques intégrés au corps LIBS 26, et est prise en compte lors de la comparaison des mesures des éléments chimiques composant la pièce avec les informations des bases de connaissances 55, qui proviennent entre autre de pièces connues qui ont été testées et qui ont servi de modèles de référence.  In the example, a measurement of the distance, and therefore of the shift of the focusing point relative to the surface of the part, is therefore included in the process, thanks to conventional sensors 52 integrated in the body LIBS 26, and is taken into account. when comparing the measurements of the chemical elements that make up the part with the information of the knowledge bases 55, which come from, among other things, known parts which have been tested and which have served as reference models.
Dans un même but, le dispositif peut également inclure un système d'autofocus au niveau des moyens optiques d'acheminement du rayonnement laser, utilisant la mesure de distance, afin de s'assurer que le rayonnement laser est toujours focalisé dans les mêmes conditions idéales sur la surface de la pièce.  For the same purpose, the device may also include an autofocus system at the optical laser beam delivery means, using the distance measurement, to ensure that the laser radiation is still focused under the same ideal conditions. on the surface of the room.
Des tests de validité de la détection sont réalisés automatiquement ou à la demande de l'opérateur sur des éléments chimiques connus. Un test de niveau d'intensité d'une raie d'hélium peut être réalisé à chaque acquisition afin de garantir que le spectre est de bonne qualité. En outre, l'opérateur peut positionner un échantillon de référence dont la composition chimique est connue. Le système affiche alors le spectre LIBS obtenu, que l'on peut comparer avec celui de référence pour s'assurer du bon fonctionnement du système. Tests of validity of the detection are carried out automatically or at the request of the operator on known chemical elements. An intensity level test of a helium line can be performed at each acquisition to ensure that the spectrum is of good quality. In addition, the operator can position a reference sample whose chemical composition is known. The system then displays the LIBS spectrum obtained, which can be compared with the reference one to ensure the correct system operation.
Les détections du LIBS sont croisées avec des connaissances a priori des matériaux composants la pièce. En effet, l'analyse peut être guidée par la connaissance a priori de la provenance des pièces à analyser. A titre d'exemple, il est courant que les polyéthylènes ne contiennent pas d'additifs retardateurs de flamme. Ces connaissances peuvent donc être incorporées dans les bases de connaissance afin de guider la détection en cas de doute sur la composition d'une pièce. De la même façon, l'opérateur connaissant les familles de matériaux susceptibles de composer la pièce peut utiliser cette information afin d'améliorer les performances de détection automatique.  The detections of the LIBS are crossed with knowledge a priori of the materials composing the room. Indeed, the analysis can be guided by a priori knowledge of the provenance of the parts to be analyzed. For example, it is common that polyethylenes do not contain flame retardant additives. This knowledge can be incorporated into knowledge bases to guide detection when in doubt about the composition of a part. In the same way, the operator who knows the families of materials that can compose the part can use this information to improve the automatic detection performance.
Dans cet exemple, l'identification du matériau et la détection des retardateurs de flamme sont réalisées sur des pièces entières, augmentant ainsi le débit massique de pièces à analyser. Par ailleurs, la préhension et le serrage automatisé de la pièce dans un étau fixe du dispositif permet d'optimiser l'analyse, grâce à une répétabilité de l'interfaçage entre la pièce à analyser et le corps LIBS mobile de mesure, et permet de réaliser un déclenchement automatique des mesures LIBS, ce qui permet un gain de temps.  In this example, the identification of the material and the detection of the flame retardants are carried out on whole parts, thus increasing the mass flow rate of parts to be analyzed. Furthermore, the gripping and automated clamping of the workpiece in a fixed vice of the device optimizes the analysis, thanks to a repeatability of the interface between the part to be analyzed and the movable body LIBS measurement, and allows to perform an automatic triggering of LIBS measurements, which saves time.
En fonction du résultat de la détection, un marquage, par exemple un jet de peinture, est réalisé sur la pièce pour permettre l'identification et le tri de la pièce a posteriori.  Depending on the result of the detection, a marking, for example a paint spray, is performed on the part to allow the identification and sorting of the piece a posteriori.
L'opérateur peut ensuite ouvrir l'étau en actionnant le vérin, et décharger la pièce, la mettre sur un convoyeur et charger la pièce suivante.  The operator can then open the vise by actuating the jack, and unload the piece, put it on a conveyor and load the next piece.
Le dispositif pourra inclure des moyens de contrôle de l'optique d'acheminement du rayonnement laser, afin de focaliser le rayonnement laser en plusieurs points successifs à la surface de la pièce où des détections seront réalisées. On peut ainsi améliorer la fiabilité de détection.  The device may include means for controlling the optical routing of the laser radiation, in order to focus the laser radiation at several successive points on the surface of the room where detections will be made. It is thus possible to improve the detection reliability.
On peut aussi intégrer à l'exemple un broyeur d'échantillons. Cependant, la détection n'est pas réalisée sur tous les fragments de pièce issus du broyage mais uniquement sur une partie d'entre elles. Ce cas est à envisager si les pièces sont réellement trop volumineuses pour le dispositif de détection. We can also integrate in the example a sample crusher. However, the detection is not carried out on all the fragments of part resulting from the grinding but only on a part of them. This case is to consider if the parts are really too large for the detection device.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé de détection de matériaux constituant une pièce (10), comprenant des étapes consistant, dans un dispositif de mesure, à : 1. A method of detecting material constituting a workpiece (10), comprising steps in a measuring device of:
(a) mesurer des éléments chimiques formant une surface de la pièce,(a) measuring chemical elements forming a surface of the part,
(b) à partir des mesures de l'étape (a), détecter la présence ou non d'un revêtement superficiel sur la pièce, par comparaison des mesures des éléments chimiques avec une base de connaissances, (b) from the measurements of step (a), detecting the presence or absence of a surface coating on the part, by comparing the measurements of the chemical elements with a knowledge base,
(c) - si le résultat de l'étape (b) est négatif, passer directement à l'étape (d),  (c) - if the result of step (b) is negative, go directly to step (d),
- si le résultat de l'étape (b) est positif, entamer en profondeur la surface de la pièce puis recommencer l'étape (a) sur la zone entamée et passer directement à l'étape (d), et  if the result of step (b) is positive, deep-dipping the surface of the part and then recommence step (a) on the started zone and go directly to step (d), and
(d) à partir des mesures de l'étape (a), détecter le type de matériaux composant la pièce par comparaison des mesures des éléments chimiques avec une base de connaissances.  (d) from the measurements of step (a), detecting the type of materials composing the part by comparing the measurements of the chemical elements with a knowledge base.
2. Procédé de détection selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il est effectué sur une pièce connue comme étant principalement polymérique en vue de la recycler, en détectant le type de polymère la composant lors de l'étape (d), et en ce qu'il comprend une étape (e) consistant, à partir des mesures de l'étape (a), à détecter la présence d'additifs dans la pièce, notamment de retardateur de flamme, par comparaison des mesures des éléments chimiques avec une base de connaissances.  2. Detection method according to claim 1, characterized in that it is carried out on a piece known to be mainly polymeric for recycling, by detecting the type of polymer component in step (d), and in that it comprises a step (e) consisting, from the measurements of step (a), in detecting the presence of additives in the part, in particular of flame retardant, by comparison of the measurements of the chemical elements with a knowledge base.
3. Procédé de détection selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que : 3. Detection method according to one of claims 1 or 2, characterized in that:
- des informations visibles à l'œil nu sur la pièce interviennent dans les détections effectués aux étapes (b), (d), ces informations étant fournies au dispositif de mesure avant lesdites étapes (b), (d) et associées, dans ladite base de connaissances (55) à une liste restreinte de matériaux possibles, suivant le cas, et, - lors de l'étape (d), la détection du type de matériaux s'opère dans ladite liste restreinte. - information visible to the naked eye on the part involved in the detections made in steps (b), (d), this information being provided to the measuring device before said steps (b), (d) and associated, in said knowledge base (55) to a short list of possible materials, as the case may be, and, during step (d), the detection of the type of materials takes place in said restricted list.
4. Procédé de détection selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lors de l'étape (a),  4. Detection method according to one of the preceding claims, characterized in that during step (a),
- on émet un rayonnement laser (32) sur la surface de la pièce, a laser radiation (32) is emitted on the surface of the part,
- on génère un plasma comprenant les éléments chimiques formant la surface de la pièce à mesurer, et  a plasma is generated which comprises the chemical elements forming the surface of the part to be measured, and
- on mesure le spectre d'émission du plasma,  the emission spectrum of the plasma is measured,
et en ce que lors de l'étape (c), on entame en profondeur la surface de la pièce à l'aide d'un rayonnement laser issu d'une même source (32) que le rayonnement laser utilisé à l'étape (a). and in that during step (c), the surface of the workpiece is deeply etched with laser radiation from the same source (32) as the laser radiation used in step (b). at).
5. Procédé de détection selon la revendication 4, caractérisé en ce que des premiers moyens optiques (34,56) de focalisation du laser (32) sont positionnés à une distance prédéterminée de la pièce (10) en déplaçant, jusqu'au contact de la pièce, une butée (30) fixe par rapport auxdits premiers moyens optiques et qui est creuse (31 ), pour contenir le rayonnement à proximité de la surface de la pièce.  5. Detection method according to claim 4, characterized in that first optical focusing means (34, 56) of the laser (32) are positioned at a predetermined distance from the workpiece (10) while moving, until contact with the piece, a stop (30) fixed with respect to said first optical means and which is hollow (31), for containing the radiation near the surface of the workpiece.
6. Procédé de détection selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pièce est marquée par un signe distinctif selon le résultat de l'étape (d), et de l'étape (e) le cas échéant.  6. Detection method according to one of the preceding claims, characterized in that the piece is marked with a distinctive sign according to the result of step (d), and step (e) where appropriate.
7. Procédé de détection selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lors de l'étape (a), on apporte sur la surface de la pièce des molécules à base de calcium, telles que des molécules de iodure de calcium (60), et on mesure la présence d'éléments chimiques de la pièce recombinés avec le calcium.  7. Detection method according to one of the preceding claims, characterized in that during step (a), calcium-based molecules such as calcium iodide molecules are introduced onto the surface of the part ( 60), and the presence of recombinant coin chemical elements with calcium is measured.
8. Procédé de détection selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de mesure de paramètres mécaniques de la pièce et/ou une étape de mesure de paramètres électriques de la pièce, et en ce que lors de l'étape (d), on utilise en plus les résultats des mesures mécaniques et/ou électriques de la pièce afin de détecter le type de matériaux composant la pièce, par comparaison avec une base de connaissances. 8. Detection method according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a step of measuring the mechanical parameters of the workpiece and / or a step of measuring electrical parameters of the workpiece, and in that when step (d), the results of the mechanical and / or electrical measurements of the part are also used in order to detect the type of materials composing the part, compared with a knowledge base.
9. Dispositif de mesure d'éléments chimiques formant une surface d'une pièce (10), comprenant :  9. A device for measuring chemical elements forming a surface of a workpiece (10), comprising:
- une source de rayonnement laser (32) émettant des impulsions d'un faisceau laser,  a source of laser radiation (32) emitting pulses of a laser beam,
- des premiers moyens optiques (34, 56) permettant de transporter le faisceau laser jusqu'à la surface de la pièce, et assurant des conditions d'irradiation suffisante pour créer un plasma comprenant les éléments chimiques formant la surface de la pièce,  first optical means (34, 56) for transporting the laser beam to the surface of the workpiece, and providing irradiation conditions sufficient to create a plasma comprising the chemical elements forming the surface of the workpiece;
- des seconds moyens optiques (42, 44) permettant de collecter une partie d'une émission optique du plasma, second optical means (42, 44) making it possible to collect a part of an optical emission of the plasma,
- des moyens d'analyse spectrale (46) de l'émission optique du plasma associés à des moyens informatiques (48) de traitement des données, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (12) de maintien en étau de la pièce entre deux parties (18, 20) dont une (20) au moins est mobile, et les premiers moyens optiques sont portés par une partie mobile (26) comprenant une butée (30), creuse, fixe par rapport auxdits premiers moyens optiques (34, 56) et pouvant être amenée au contact de la surface de la pièce.  spectral analysis means (46) for the optical emission of the plasma associated with computer data processing means (48), characterized in that it comprises means (12) for holding the part in a vice between two parts (18, 20) of which at least one (20) is movable, and the first optical means are carried by a movable part (26) comprising a stop (30), hollow, fixed with respect to said first optical means (34, 56) and can be brought into contact with the surface of the workpiece.
10. Dispositif de mesure selon la revendication 9, caractérisé en ce que le faisceau laser est acheminé à travers une tête creuse (30) comprenant une cavité (40) reliée à des moyens d'émission d'un gaz (58) et une ouverture (36) de sortie du faisceau laser, fixe avec la partie mobile (26) supportant les premiers moyens optiques (34, 56), l'ouverture de sortie du faisceau laser formant la butée pouvant être amenée au contact de la surface de la pièce maintenue en étau. 10. Measuring device according to claim 9, characterized in that the laser beam is conveyed through a hollow head (30) comprising a cavity (40) connected to means for emitting a gas (58) and an opening (36) output of the laser beam, fixed with the movable portion (26) supporting the first optical means (34, 56), the output aperture of the laser beam forming the stop being brought into contact with the surface of the workpiece kept in a vice.
1 1 . Dispositif de mesure selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que les parties mobiles (26, 20) sont chacune capables d'exercer des pressions comprises entre 0,6 et 10 bars.  1 1. Measuring device according to one of claims 9 or 10, characterized in that the movable parts (26, 20) are each capable of exerting pressures of between 0.6 and 10 bar.
12. Dispositif de mesure selon l'une des revendications 9 à 1 1 , caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens (50) de mesure de paramètres mécanique et/ou électrique de la pièce. 12. Measuring device according to one of claims 9 to 1 1, characterized in that it further comprises means (50) for measuring the mechanical and / or electrical parameters of the room.
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