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République tchèque
Université de technologie de Brno

L'échantillonnage des déchets à l'ère numérique

"La solution numérique développée augmente considérablement l'efficacité de la procédure d'échantillonnage. Elle introduit une méthodologie systématique, contribue à la cohérence des résultats et permet la supervision à distance ainsi que le traitement et la présentation des données. Lasolution répond aux besoins de la gestion numérique des déchets 4.0." Dr M. Pavlas - Université de technologie de Brno, République tchèque

La menace que représentent les déchets municipaux pour l'environnement mondial

Dr M. Pavlas

La mise en décharge des déchets municipaux constitue une menace mondiale pour notre environnement et toutes les formes de vie.

Actuellement, on observe une nette tendance à la diminution de la mise en décharge, les pays s'orientant progressivement vers des méthodes alternatives de recyclage et d'incinération, lorsque l'utilisation des matériaux n'est pas possible.

Le Dr Martin Pavlas, professeur associé à l'Institut de génie des procédés de la Faculté de génie mécanique de l'Université de technologie de Brno, en République tchèque, effectue d'importantes recherches dans le cadre d'un projet européen concernant l'échantillonnage des déchets municipaux.

Avec l'aide de Mergin Maps et QGISil réalise une vaste enquête sur la composition des déchets municipaux en République tchèque. En collaboration avec Peter Petrik de Lutra Consultingun outil unique basé sur le SIG a été développé pour l'échantillonnage des déchets. Cet outil comprend un prototype d'application mobile basé sur Mergin Maps pour l'échantillonnage des déchets sur le terrain.

Motivation

Le projet d'échantillonnage a trois motivations principales :

1. Les citoyens sont informés du contenu de leurs déchets solides résiduels, par exemple la quantité de plastique, de verre, de papier, etc. jetée, et peuvent être motivés pour le recyclage.

2. Les municipalités sont motivées pour participer à l'enquête, afin d'améliorer leurs systèmes de collecte et de traitement des déchets.

3. Le ministère tchèque de l'environnement communiquera à l'UE la composition moyenne obtenue par cette méthodologie spécifique, afin de prouver les changements positifs dans la gestion des déchets, conformément aux objectifs futurs de l'UE.

Bacs à échantillonner (Photo : M. Pavlas)

Plan d'échantillonnage

Le plan proposé et déjà mis en œuvre dans 10 régions par le Dr Pavlas et ses collègues comprend une approche innovante de l'échantillonnage des déchets municipaux, basée sur QGIS. Son objectif est de préciser où, à quelle fréquence et comment échantillonner les déchets solides municipaux. L'objectif ultime de l'UE pour les pays est de récupérer matériellement 65 % des déchets recyclés d'ici 2035, de sorte que la connaissance du contenu précis des déchets municipaux est d'une grande importance pour atteindre cet objectif.

Situation de la gestion des déchets en République tchèque

La quantité actuelle de déchets municipaux produits en République tchèque est de 536 kg par habitant et par an. Bien que les citoyens aient accès à plusieurs poubelles pour le recyclage, plus de 50 % des déchets restent en mélange. Seuls 40 % sont valorisés, ce qui est bien en deçà de l'objectif européen de 65 %. Il est essentiel de connaître la composition des déchets mixtes afin d'atteindre les objectifs futurs et de motiver les municipalités et les citoyens à trier et à recycler davantage de déchets ménagers.

Assistance par Lutra Consulting

Solution SIG développée (Source : M. Pavlas)

Martin Pavlas déclare : "Puisque nous vivons à l'ère du numérique, nous avons décidé de développer un outil automatisé qui puisse nous aider dans l'échantillonnage et la documentation de l'échantillonnage. En collaboration avec notre partenaire, Lutra Consulting, nous avons développé une solution SIG en deux parties."

1. Une solution SIG de bureau est basée sur QGIS et le plugin personnalisé avec des outils automatisés pour la planification de l'échantillonnage.

2. Mergin Maps est utilisé pour capturer les données de terrain, et est disponible pour iOS et Android, à la fois en ligne et hors ligne. Il aide les travailleurs sur le terrain à accéder aux points d'échantillonnage au moyen de cartes et à se diriger vers le point d'échantillonnage suivant.

"Ce qui était important pour nous, c'est qu'il puisse fonctionner hors ligne", explique Martin Pavlas.

Échantillonnage aléatoire

Soutenue par le ministère tchèque de l'environnement, une nouvelle stratégie a été élaborée pour les analyses, conformément à la norme européenne EN14899 : "Caractérisation des déchets - Échantillonnage des déchets - Cadre pour la préparation et l'application d'un plan d'échantillonnage".

La nouvelle méthodologie prévoit que les échantillons sont prélevés directement dans les conteneurs, de sorte qu'un échantillonnage aléatoire stratifié est effectué.

A partir de 10 groupes de municipalités, une municipalité représentative a été sélectionnée dans chaque groupe où les analyses ont été menées. Trois équipes étaient situées à Prague, Brno et Jihlava - une dans chaque ville - d'où elles se sont rendues sur les différents sites sélectionnés. 

Utilisation pratique de Mergin Maps 

A partir de milliers de bacs, le nombre est réduit à seulement 10s, qui sont sélectionnés au hasard pour l'échantillonnage. Les échantillons sont prélevés, documentés et transportés sur le site où la caractérisation a lieu.

Des fonctions spécifiques ont été développées pour ce projet par Lutra Consulting, qui ont été intégrées dans QGIS en tant que plugin. Par la suite, des projets spécifiques ont été préparés pour l'application mobile.

QGIS projet (Source : M. Pavlas)

Lors de la phase de vérification, les agents de terrain utilisent Mergin Maps pour contrôler chaque poubelle - d'abord pour naviguer jusqu'à la poubelle, puis pour enregistrer les informations de base sur la poubelle - volume, couleur, type de déchets et contenu. Ils notent également les coordonnées GPS ainsi que la date et l'heure. Le rapport convivial de ces informations est facilité par l'application mobile. Les données sont synchronisées sur QGIS, vérifiées et traitées. La documentation et les protocoles sont automatiquement générés sur QGIS.

Mergin Maps interface de saisie

Caractérisation des déchets

Les échantillons spécifiques sont ensuite caractérisés à la main et divisés en une trentaine de fractions. Le personnel académique et les étudiants de l'Université de technologie de Brno participent à la caractérisation, de même que certains habitants des sites respectifs.

Des personnes triant les déchets (Photo : Jiří Gregor)

Avantages de Mergin Maps

Le Dr Pavlas apprécie le fait que Lutra Consulting ait pu développer une solution unique et innovante à cette fin, que lui et ses collègues sont maintenant en mesure d'utiliser sans aucun problème, bien qu'au départ, en tant qu'ingénieurs en mécanique, ils n'aient eu que peu ou pas d'expérience de cette technologie ! Il a également choisi cette solution basée sur QGIS comme étant la plus rentable à long terme, car ce projet dépend d'une subvention de l'UE. 

Martin Pavlas conclut : "La connaissance de la composition des déchets est importante pour l'amélioration des systèmes de collecte". Il apprécie cet outil unique basé sur le SIG développé en association avec Lutra Consulting et mentionne : "Un tel outil peut également être très utile pour l'échantillonnage d'autres types de déchets et de matériaux."

Mergin Maps est fière de faire partie de la solution au problème des déchets municipaux qui constituent une menace pour notre environnement.

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