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CA 02540086 2006-03-23
WO 2005/034049 PCT/FR2004/002460
FEUILLE AUTHENTIFIABLE PAR SPECTROSCOPIE PROCHE INFRAROUGE ET
METHODE D'AUTHENTIFICATION
L'invention concerne une feuille authentifiable par spectroscopie dans le
proche infrarouge et la méthode d'authentification de ladite feuille.
Pour lutter contre la contrefaçon des documents de sécul~té conune les
moyens de paiement, les documents d'identité, on a introduit dans et/ou sur
ces
documents, des éléments de sécurité, maintenant bien connus, dormant des
caractéristiques d'authentification au document. Ces caractéristiques sont
souvent liées à des propriétés physiques, chimiques ou biologiques
particulières,
révélables par un systéme de détection adéquat. Ces éléments de sécurité sont
par
exemple des pigments, des fibres, des plalachettes, des fils de sécLtrité, des
foils
ou patchs appliqués par transfert, des impressions ou vernis de surface, des
films
apposables sur le document. Ces éléments comportent, intrinsèquement ou via
des matériaux qui y sont introduits en masse et/ou en surface, des propriétés
pal-ticulières telles que des propriétés magnétiques, électriques,
d'absorption des
ondes électromagnétiques, de luminescence (fluorescence, phosphorescence dans
l'UV, visible, InfraRouge), des propriétés dé résonance dans les micro-ondes
ou
les radio-fiéquences, des propriétés biologiques notamment basées sur de
l'.ADN
ou des propriétés provenant de produits chimiques ou de réactions chimiques.
Le plus souvent les documents de valeur compol-tent une zone filigranée qui
permet leur authentification. Les filigranes classiques dans les papiers sont
réalisés sur des toiles embossées qui permettent de déposer des libres
CO11St1tLlâ1lt
le papier e11 quantités variables selon que l'embossage est Llll CreLIX Ou
Lllle
bosse ; les zones du papier comportant plus de fibres apparaissent en solmbre
alors que celles qui en comportent moins apparaissent en clair lorsqu'on
observe
le papier en hm~ière transmise. De nouveaux filigralzes faits à l'aide d'une
trame
de masques présentant moins de variations d'épalSSellrS SLIr ulle face de la
feuille
ont été décrits dans le brevet EP 1122360.
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Les filigranes peuvent représenter un code bave qui sert d'authentification
additionnelle du document.
Toutefois des contrefacteurs peuvent imiter plus ou moins l'apparence visuelle
des filigranes (classiques) par application d'encre transparentisante ou des
encres
grises opacifiantes ou encore par des collages sur le papier.
Diverses méthodes povlr améliorer l'authentification des filigralles par
rayonnement ont déjà été proposées. Par exemple dans le brevet EP381550 on
identifie le filigrane par reconnaissance de son image par rayons X. Dans Le
brevet EP1276079 on identifie le filigrane par spectroscopie infrarouge par
analyse des zones claires de masse surfacique réduite et des zones sombres de
masse surfacique plus élevée, en transmission à travers le document, la
réponse
étant dépendante de la masse traversée.
Il s'avère donc nécessaire de résoudre les inconvénients cités et d'accroîtr e
la sécurité des documents ainsi que celle de leur méthode d'authentification.
Dans la demande de brevet W00228954 on décrit Lu1 produit qui est vm
polymère, un textile ou un papier et qui comporte un composé dit marqueur NIR
qlll présente lllle bande d'absolption importante dans le prOChe 111fTarOLlge
(appelé le plus souvent selon son symbole en anglais « NIR » signifiant Near
Infra Red) telle qu'il puisse être reco1111u spectroscopiquement dans le
spectre
d'absorption NIR du produit. Le marqueur peut être une charge minérale choisie
parlai le l~aolilz, le talc, les carbonates de magnésium basiques ou lews
mélanges.
Ce brevet décrit aussi la méthode d'authentification associée notamment pour
des billets de banque. Cette caractél-isation repose simplement SLIr la
présence ou
11011 dLl 111arqLleLlr NIR.
Pour répondre aux inconvénients cités ci-dessus et d'accroître encore les
moyens de lutte contre la falsification,1a Demanderesse propose lnle feuille
qui a
des caractéristiques particulières identifiables dans le proche infrarouge
mais
impossibles à trouver sans co1111aître à l'avance les do1111ées à chercher.
Le rayonnement proche infrarouge se sitile entre 4000 et 12000 C111 ~ , soit
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environ entre 800 et 2500 nm. Les absorptions du rayomement dans le proche
infiarouge par les liaisons chimiques des composés sont dues aux vibrations
harmonques et aux vibrations de combinaisons. Il permet de déterminer 1a
présence d' w1 ou plusieurs composés à une ou plusieurs longueurs d'onde type.
L'analyse du rayonnement proche infiarouge absorbé par la feuille â
caractériser
peut se faire par transmission à travers l'échantillon en relation avec ses
domées
en masse ou par réflexion, notanvnent par réflexion diffiise, en relation avec
ses
données de surface ou encore par analyse simultanée par transmission et par
réflexion, appelée transréflexion. Il permet de faire des caractérisations
1 o quantitatives ou qualitatives particulières malgré la complexité des
spectres, les
pics caractéristiques étant masqués par d'autres pics interférents, il faut
une
calibration adéquate du spectrophotomètre. On applique des lnéthodes
chüniométriques pour mettre au point la calibration. La calibration repose
donc
sur des procédures sophistiquées requérant le choix du traitement
chimiométrique des données spectrales acquises 1e plus approprié selon la
natLU e
du produit analysé et du composant sensible au NIR. Les notions
chimiométriques utilisées sont très souvent l'analyse en composantes
principales
(ACP), la régression des composantes principales (PCR), les moindres carrés
partiels (PLS). Le traitement chin~iométrique est de préférence directement
intégré au logiciel d'acquisition des spectres. La calïbration est difficile à
réaliser
et nécessite un travail spécifique à partir d'échantillons bien référencés
avec
différentes quantités bien connues du composant sensible et les mesures étant
faites à des longueurs d'onde bien choisies. La calibration peut être basée
sur le
spectre entier au lieu de l'être à une ou plusieurs 1011gLleLlrS d'onde
dolulées e11
utilisant des statistiques multivariables. La spectroscopie proche infrarouge
à
transformée de Fourrier (FT-NIR) présente l'avantage de faire des mesures à
tOLltes les ¿réqL1e11CeS S1111Li1tâ11ément.
L'111Ve11t1o11 foun sit a111s1 Lille feuille identifiable par spectroscopie
proche
infrarouge comportant au moins un composant NIR sensible à un rayorm.ement
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dans le proche infrarouge, qualifiable et/ou quantifiable en spectroscopie
proche
infrarouge selon mie calibration spécifique.
On entend par « qualifiable selon Lute calibration spécifique » que le
composant
NIR est identifié par exemple par son ratio à.wl autre composant
éventuellement
sensible aussi au proche infrarouge ou par sa répaz-tition dans la feuille
mais sans
que sa quantité particulière ait été déteznninée dans la feuille.
Selon un cas préféré de l'invention, la feuille comporte ledit composant
NIR en qua~ltité(s) prédéterminée(s), ledit composant NIR étant un marqueur
ayant des propz-iétés d'absorption spécifique dans le proche infrarouge.
l0 De préférence, la feuille comporte au moins deux composants NIR
différents sensibles à ml rayonnement dans le proche infrârouge, lesdits
composants étant présents en des quantités respectives et dans un ratio tels
que
leurs propriétés spectroscopiques respectives dans le proche infrarouge soient
cachées au sein du spectre de ladite feuille obtenu par spectroscopie dans le
proche infrarouge, lesdits composants étant qualifiables et/ou quantifiables
selon
ladite calibration, notamment par lews quantités respectives et/ou ratio et/ou
répartitions respectives ou relatives.
Selon un cas particulier de l'invention, lesdits composayits NIR sensibles
au rayonnement proche infrarouge sont choisis parmi les charges pigmentaires
usuelles utilisées da~ls les papiers cellulosiques ou synthétiques, de
préférence
parmi les oxydes de la silice, en particulier le talc ou le kaolin, des
carbonates ou
leurs mélaalges. Plus particulièrement, lesdits composants sont du kaolin et
dm
talc en mélange.
D'autres composants plus spécifiques peuvent être choisis, notanunent pamlli
des
polymères organiques synthétiques.
La feuille selon l'invention est mie feuille fibreuse à base de fibres de
coton et/ou cellulosiques et/ou synthétiques, notanllnent une feuille de
papier
obtenue par voie humide et e11 paltlCLlher slir Lille 111achllle â papier de
fonlle
r onde.
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La feuille selon l'invention peut être aussi we feuille non fibreuse ou txlm
plastique, en particulier à base de polyoléfine(s), notamment tels que les
feuilles
à base de polypropylène commercialisées par la société PRIPLAK ou les films à
base de polyéthylène recouverts d'u~ze couche pigmentée d'impression-écrit<ue
5 conunercialisés par la société ARJOBEX.
De préférence, la feuille selon l'invention se caractérise par le fait qu'au
moins l'un desdits composants NIR est intégré au moins partiellement à ladite
feuille, en particulier ledit composant est intégré en masse avec les composés
de
base de ladite feuille. Selon w cas particulier, ledit composant NIR est fixé
par
liaison chimique à un composé de base de ladite feuille. En particulier ledit
composent NIR est fixé par llals011 ChlmlqLle (covalente) à des fibres de
coton.
Selon un autre cas particulier au moins l'un desdits composants NTR est
disposé dans et/ou sw iu1 élément dit de sécurité, tel qu'un fil, une
planchette,
une fibre, et ledit élément est au moins partiellement intégré à la feuille.
t5 L'invention est particulièrement avantageuse dans le cas des feuilles
comportent au moins we zone dite de répartition variable au sein de laquelle
au
moins un composant NIR sensible au proche infrarouge, notamment ayant une
absorption spécifique en proche infrarouge, est réparti de façon variable, la
caractérisation par spectroscopie NIR se faisant dollc au 111Veau de cette
zone.
Ladite zone dite de répartition variable est une zone présentant des
variations
locales de répartition en masse du/des composants) NIR, ce peut être une zone
d'épaisseur variable et/ou de masse surfacique (poids par unité de surface)
variable et/ou de masse volumique variable.
De préférence ladite zone de répartition variable est Lme zone filigranée ou
une zone liée à la non-miforlnité de la fonnatlon de la feuille.
Lors de la fabrication d'une feuille, notamment d'une feuille fibreus e
con~ne une feuille de papier, la répartition des ingrédients q111 la cOlIlpOSe
11'eSt
paS parfalte2Tle11t uniforme. Par conséquent la feuille obtenue présente en
masse
des irrégularités de distribution de ses ingrédients. Dans le cas d'Lme
feuille de
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papier, on observe en lumière transmise, à l'oeil nu ou avec vn dispositif
optique
dans le visible, un aspect plus ou moins nuageux qui correspond à l'épair.
Bien
que l'on recherche en général à avoir w épair le plus fondu possible, et de
manière générale w~e feuille de composition le plus uniforme possible en
masse,
il subsiste toujours une cez-taine inhomogénéité qui peut avantageuselnelzt
constituer l'empreinte de la feuille et être exploitée pour son
authentification.
Dans le cas présent de l'invention, l'analyse par spectroscopie proche
infrarouge,
notamment en transmission à travers la feuille, permet d'obtenir un signal
dépendant de la répartition en composants) NIR traversée et donc de dolmer une
1o réponse spectroscopique relatïve à l'empreinte de la feuille.
De préférence ladite zone de répartition variable est sous forme d'LU1 code.
En particulier ledit code est sous forme d'une trame alternant zone
d'épaisseur
réduite et zone d'épaisseur supérieure ou égale par rapport à l'épaissew du
reste
de la feuille, il s'agit notamment d'un filigrane code-barre.
L'invention concerne aussi un document de sécurité fait à partir d'une
feuille telle que décrite précédemment, en particulier un billet de banque.
L'invention concerne aussi une méthode d'authentification d'une feuille
telle que décrite précédemment compoT-tant au moins un composant NIR sensible
dans le proche infrarouge, de préférence au moins deux composants NIR,
méthode selon laquelle
- on soumet au moins une zone de ladite feuille comportent
ledit/lesdits composants) NIR à w1 rayonnement émis dans le
proche infrarouge,
- on enregistre les données spectrales ainsi acquises,
- on qualifie et/ou quantifie ledit/lesdits composants) NIR par
analyse du spectre proche infrarouge ainsi obtenu selon urne
calibration spécifique tenue secrête et rigoL~reusement pré-établie
à partir de mesures réalisées pour des feuilles comportant ledit
c0111poSa1lt NIR ou le cas échéant différents mélanges desdits
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composants NIR parfaitement défilais par leurs quantités et
ratios,
- on compare les dolmées résultant de l'analyse spectroscopique,
ainsi déterminés, aux données originelles stockées dans luge base
de dolulées,
- on valide l'authenticité de ladite feuille si les dolmées résultant
de l'analyse sont égales aux dolu~ées origil~elles.
De préférence les mesures sont acquises et analysées par spectroscopie
infrarouge à transformée de Fourier.
l0 Les données spectrales NIR sont acquises par transmission, par réflexion
ou tr ansréflexion.
De préférence la méthode d'authentification est utilisée pour une feuille
comportant lire zone dite de répartition variable telle que décrite précéder
orient,
ladite zone soumise au rayonnement proche infrarouge étant cette dite zone.
Selon un cas pal-ticulier avantageux pour ces zones de répartition variable,
les dolmées spectrales NIR sont acquises et analysées par transmission ou par
transréflexion.
Selon un cas particulier, la méthode selon l'invention est telle qu'à l'aide
d'un logiciel adéquat on reconstitue l'image spectroscopique dans le proche
infr arouge de ladite zone de répartition variable à partir des données
résultant de
l'analyse spectroscopique et on compare cette image à l'image ol-iginelle de
ladite zone stockée dans une base de dolmées afin de valider l'authenticité de
la
feuille.
Selon un cas particulier préféré de la méthode d'authentification selon
l'invention, ladite zone de répartition variable est une zone filigr anée, en
particulier un filigrane code-bave.
Selon u11 enfle cas particulier de la méthode d'allthentl¿iCatloll Se1.011
l'invention, ladite zone de répartition variable est une zone liée à la nol~-
L1111f01'1111té de la fol-lnatlon de la feuille, ladite zone étant repérée ou
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con espondant à la totalité de la feuille.
De plus, ladite zone filigraalée peut éire aussi analysée par spectr oscopie
dans l'infrarouge moyen en transmission à travers ledit filigrane.
Cette méthode est appliquée à l'authentification des documents de sécurité
compol-tant ladite feuille.
Cette méthode d'authentification vise plus pal-ticulièrement les feuilles ou
documents comportant une zone filigranée, zone dans laquelle est présent au
moins u11 marqueur NIR ayant une absorption bien spécifique dans le proche
infrarouge, ce marqueur a une répartition massique variable du fait que le
1o filigrane est fait de zones d'épaisseurs variables, les zones sombres sont
plus
denses que les zones claires, et donne ainsi une réponse acquise par
LlarlslrllsslOll
dépendante de la masse dans cette zone et donc caractéristique de la feuille
ou du
document.
Plus généralement cette feuille et cette méthode peuvent être appliquées
non seulement à l'authentification des documents de sécurité ou de valeur
(billets
de banques, chèques etc. ...) mais aussi à des feuilles pour des oeuvres d'art
colxllne les feuilles de dessins, feuilles pour aquarelles, à la
recolmaissalzce de
feuilles utilisées par exemple comme étiquette ou pour l'emballage notamment
d'un parfiun ou d'un médicament ; elle peut aussi être appliquée pour
authentifier un support destiné à un usage particulier nécessitant des
caractéristiques spécifiques de propreté et de stérilité comme des feuilles
utilisées
dans le domaine médical pour emballer des instruments chinlrgicallx
(seringues,
ciseaux . ..) ou encore dans le domaine hospitalier pour réaliser par exemple
des
champs opératoires etc. La méthode d' authentification s' applique donc plus
gélléTalelnellt allX al'tlCleS devant être authentifiés conune les oeuvres
d'art 011
devant être SéCUrISéS, nOta1111nent aLIX al'tlCleS C0111pOrtallt tille feuille
selom
l'invention ayant un filigrane d'authentification.
