Brevet FR2784209A1 — publié le 20000407

Procédé et dispositif de paiement sans contact avec support à microcircuit La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif de paiement sans contact avec un support à microcircuit. Typiquement ce support peut être une carte à puce sans ou avec contact, mais, en pratique, son format est indifférent. Ce support peut comporter par ailleurs des moyens de lecture de type différent, en supplément: lecture magnétique, lecture optique, de même qu'être pourvu d'une interface électronique à contact. Le but de l'invention est notamment de favoriser l'utilisation de ce type de support pour des paiements de faible valeur. L'invention est plus particulièrement destinée à être utilisée dans le domaine de la billettique dans les transports. L'invention sera décrite pour ce domaine, mais d'autres domaines sont envisageables, notamment la distribution automatique. Les systèmes billettiques des transports publics évoluent depuis plusieurs années d'une billetterie classique vers l'utilisation de cartes ou de supports sans contact. Cependant, le coût de ces cartes sans contact (plusieurs centaines de fois le prix d'un ticket magnétique papier) limite leur utilisation aux tickets d'abonnement ou à forte valeur, de façon à garder un ratio voisin du pour-cent entre coût du ticket et valeur du voyage. En conséquence, une billetterie classique reste utilisée soit intégralement pour l'ensemble des utilisateurs soit au moins pour des utilisateurs occasionnels. Une carte à microcircuit sans contact est ainsi actuellement utilisée comme titre de transport dans les transports publics, soit à titre expérimental (en France, à Paris et à Marseille) soit en exploitation réelle (à Séoul, à Hong Kong, à Washington...). Ce système est généralement appelé télébillettique. La carte peut communiquer à courte distance (une dizaine de centimètres environ) avec un coupleur pourvu d'une antenne pour toutes les fonctions classiques d'une carte à microcircuit telles qu'écriture, lecture, authentification etc. Le plus souvent, elle reçoit également de l'antenne l'énergie nécessaire à son fonctionnement. Ce type de communication à distance est en cours de normalisation selon la norme ISO 14443. Il existe également des cartes combinées, sans contact pour les transactions d'accès au transport, et avec contact pour les transactions de personnalisation ou de rechargement utilisant des équipements classiques à contacts. Ce système télébillettique présente un certain nombre d'avantages par rapport à une billettique classique papier ou magnétique - pas d'insertion du ticket dans une fente et de reprise du ticket dans cette même fente ou à une goulotte de sortie, réduisant le temps global d'une transaction en éliminant le temps humain; - temps de transaction électronique réduit (environ 100 à 200 msec) par rapport à une transaction magnétique (de 500 à 1000 msec); - les deux caractéristiques ci-dessus entraînent une augmentation du débit du point de contrôle, qui se traduit par une réduction du nombre de ces points; - I'utilisateur garde son titre de transport en main (ou dans son sac), ce qui élimine les risques de perte ou de vol du titre de transport au moment du contrôle; - le volume des données inscrites dans la carte à mémoire est plus important que sur un titre magnétique. Un exploitant peut donc enrichir sa connaissance d'utilisation du réseau de transport - un lecteur télébillettique est moins cher qu'un lecteur magnétique (rapport de 5 environ); - ce même lecteur nécessite moins d'entretien puisqu'il n'y a pas de pièces mécaniques en mouvement; - limitation des possibilités de vandalisme possibilité de tarification élargie; - carte ouverte sur d'autres applications (porte-monnaie électronique). En contrepartie, le coût d'un support sans contact est beaucoup plus élevé que celui d'un titre magnétique (rapport d'au moins 100). Ce coût est pratiquement incompatible avec le coût d'un voyage unitaire, ou d'un service élémentaire payable avec un tel support. La carte-support à microcircuit sans contact est donc réservée aux titres d'abonnement ou aux tickets à valeur. Dans les transports, les utilisateurs occasionnels qui représentent environ 20 % de l'ensemble des voyageurs, soit environ 40 % des revenus (les titres unitaires ne bénéficient pas de tarif réduit), continuent à utiliser le système actuel pour les titres unitaires, par exemple les titres magnétiques. De ce fait, I'intérêt de la télébillettique se trouve considérablement réduit par la nécessité de la coexistence des deux systèmes entraînant des surcoûts d'installation, une augmentation des coûts de maintenance, une limitation des débits. Dans le domaine de la billettique classique, ce même problème a été résolu pour les systèmes utilisant des cartes magnétiques plastiques au format standard en lieu et place des tickets papiers ou cartonnettes. Le coût unitaire de ces cartes plastiques est plus important que celui de ces tickets. Pour en limiter les effets des systèmes à recyclage fonctionnent actuellement (en particulier en Asie). Un titre magnétique inséré dans un lecteur est ainsi capturé lorsque sa valeur devient nulle. Il est ensuite ré-enregistré et recyclé, après contrôle de ses caractéristiques physiques. Il peut ainsi être réutilisé plusieurs centaines de fois, facteur qui divise le prix relatif du support. Le cycle d'un ticket est le suivant dans le cas d'un recyclage centralisé dans un réseau de métropolitain: 1 - Les voyageurs achètent leurs titres de transport, déplacements unitaires, titres à valeur ou à durée déterminée etc. à un distributeur automatique ou à un guichet; 2 - Le titre est introduit dans le lecteur d'un portillon qui contrôle l'accès physique des passagers, en entrée et en sortie; 3 - En sortie, le titre est rendu si, après traitement, il est encore valable (s'il reste encore un nombre de voyages, ou une somme d'argent, si la date de validité n'est pas atteinte); 4 - Le titre est capturé dans le portillon de sortie si sa valeur est nulle après traitement (ce qui est le cas de tous les titres unitaires); - Dans le cas d'un recyclage centralisé, les titres capturés sont transportés vers un centre de tri. On contrôle si leur état leur permet une nouvelle utilisation. Dans ce cas, ils sont triés pour être de nouveau réutilisés. 6 - Les titres triés sont transmis aux guichets ou aux distributeurs automatiques pour être de nouveau valorisés au moment de la distribution et utilisés, et le cycle recommence en 1. La description ci-dessus est simplifiée. Le traitement des titres à valeur peut être différent. L'utilisateur peut les recharger lui-même à une machine automatique acceptant le paiement par billets de banque, pièces ou carte de crédit. Ils ne sont alors ni capturés, ni recyclés par le portillon. D'autres variantes sont également possibles. La tendance actuelle est au recyclage décentralisé au niveau de chaque station. Les titres sont triés dans chaque portillon, ce qui limite la circulation des tickets mais complique les portillons. En résumé dans l'état de la technique on connaît d'une part des supports sans contact à débit rapide des utilisateurs, mais avec un problème de coût des supports, et on connaît d'autre part des supports lus dans un lecteur et recyclables mais avec un problème de débit faible des utilisateurs. L'invention vise à bénéficier de tous les effets bénéfiques de l'état de la technique sans en rencontrer aucun des problèmes. Dans l'invention, on a remédié à ces problèmes avec une méthode mixte particulièrement originale. Dans cette méthode mixte, on mesure par une liaison sans contact un crédit disponible dans un support. Si ce crédit est suffisant, un fonctionnement de type sans contact est mis en oeuvre. Pour un service de transport, tout simplement on laisse passer l'usager au début et/ou à la fin du voyage. Par contre, si le crédit doit être épuisé par le dernier voyage à autoriser, on provoque la collecte de la carte. Ainsi la carte est tantôt sollicitée comme une carte sans contact (la plupart du temps), tantôt elle est sollicitée comme une carte à lecture classique (on demande en fait au porteur de la mettre dans un lecteur). Cependant dans ce lecteur, on n'est même pas obligé de lire la carte puisqu'on veut surtout la collecter. Mais du point de vue de l'utilisateur, dans ce deuxième cas, la procédure est la même que celle de la lecture magnétique systématique de l'état de la technique. Il doit extraire la carte de sa poche ou de son sac et la glisser dans un lecteur. Dans l'invention, d'une part cette opération de collecte (un peu plus longue que le passage libre) n'est pas fréquente. Elle n'est effectuée que lorsque le crédit est épuisé. En outre, elle est plus rapide qu'une lecture classique puisque les tolérances de lecture sans contact étant bien moins contraignantes, la goulotte de collecte qui n'a pas à priori de vocation à permettre une lecture peut être bien plus vaste, demander moins de précision à l'utilisateur, et donc cette lecture peut s'effectuer plus vite. Le but de l'invention est donc de proposer un système télébillettique intégral utilisant le recyclage pour les titres unitaires des voyageurs occasionnels et éventuellement pour les titres à valeur. Ce système est décrit sur la base de cartes à mémoire sans contact. Il est clair cependant que le média peut être différent (jetons par exemple). Il peut aussi être facilement transposé à un système utilisant des supports d'information différents pour les titres à valeur et les titres simples (par exemple cartes pour les titres à valeur et jetons pour les titres unitaires). Le recyclage des titres simples permet de diviser le coût du support rapporté à chaque transaction par le nombre de réutilisations. Par exemple, un support coûtant de l'ordre de 10 F et réutilisé 500 fois entraîne un coût par transaction de 2 centimes, comparable à celui d'un ticket magnétique papier au format Edmonson. Selon l'invention, le système proposé doit contraindre un utilisateur de titre à recycler (titre unitaire ou de valeur résiduelle nulle) à le restituer lorsqu'il quitte la zone contrôlée, sans ralentir le débit de l'ensemble. Il est préférentiellement destiné aux systèmes disposant de barrières pour le contrôle physique du passage des voyageurs. Cependant, I'invention s'applique au cas des valideurs sans contrôle physique du passage. L'invention a donc pour objet un procédé de paiement sans contact avec un support, de préférence à microcircuit, rechargeable ou revalorisable, dans lequel - on présente ce support dans l'environnement d'un lecteur sans contact, - on paye un service avec ce support tant qu'un crédit que ce support représente est plus grand que le prix à payer, et - on recharge le crédit de ce support quand ce crédit y devient inférieur, caractérisé en ce que - on collecte le support sur le lieu du payement quand le crédit est inférieur ou égal au prix à payer. L'invention a également pour objet un dispositif de paiement comportant un jeu de supports à microcircuit sans contact rechargeables, une borne de lecture munie d'un lecteur sans contact et de circuits de payement d'un service avec ce support tant qu'un crédit que ce support représente est plus grand que le prix à payer, et des moyens de recharger le crédit de ce support quand ce crédit y devient inférieur, caractérisé en ce qu'il comporte un réceptacle de collecte de supports sur le lieu du payement quand le crédit est inférieur ou égal au prix à payer. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci ne sont présentées qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures montrent - Figure 1: un ensemble borne de passage-support à microcircuit utilisable pour mettre en oeuvre le procédé de l'invention dans le domaine des transports; - Figure 2: un organigramme montrant la succession des étapes du procédé de l'invention; - Figure 3: une représentation schématique de perfectionnement de la borne de la figure 1. La figure 1 montre une borne 1 qui comporte un lecteur sans contact schématiquement représenté par son antenne 2 non apparente de l'extérieur, et située en regard d'un capot transparent aux radiations électromagnétiques de l'antenne 2. Un support 3 à puce comporte un microcircuit 4 en relation avec le monde extérieur par un dispositif de rayonnement électromagnétique 5, une antenne, et, éventuellement, une interface de connexion électronique 6 à contacts multiples. La borne 1 comporte essentiellement un coffre, qui peut matérialiser un couloir dans le cas o le moyen de paiement servirait pour une utilisation en transport. La borne 1 comporte de préférence un afficheur 7 ou tout autre dispositif de signalisation, tel qu'un haut-parleur 8 pour donner des indications à un utilisateur. La borne 1 comporte un dispositif à barrières tournantes 9, dans l'exemple, pour autoriser ou non le passage. La borne comporte encore un dispositif de collecte comportant essentiellement une fente de collecte 10 par lequel l'utilisateur glisse, ou jette, le support sans contact qu'il utilise quand on le lui demande. Le support sans contact 3 comporte des moyens d'extraire une alimentation électrique, nécessaire à son fonctionnement, du signal électromagnétique reçu de la borne 1. Il comporte également des moyens 5 de transmettre et de recevoir des données vers et de la borne 1 au travers d'un signal électromagnétique. Il comporte des moyens 11 de traiter ces données (logique câblée ou programmée) en vue d'effectuer notamment une opération de paiement. Il comporte encore des moyens de mémoriser des données dans une mémoire 13 en relation avec les moyens 11. Il comporte enfin des moyens de sécuriser les données échangées avec la borne 1 et stockées dans la mémoire 13. On a mémorisé dans ce but des unités 14 représentatives de moyens de paiement dans la mémoire 13. Certaines de ces unités ont été oblitérées, modifiées électroniquement par le microprocesseur 11, de façon à faire apparaître le caractère consommé de leur valeur. La mémoire 13 peut par ailleurs comporter des indications relatives à une identification, numéro de série N SS, du microcircuit 4. Le fonctionnement du procédé de l'invention, visible sur la figure 2, est le suivant. Lorsqu'un utilisateur muni de son support-carte 3 se présente à proximité de la borne 1, I'antenne 2 détecte la présence du microcircuit 4 et émet un message d'interrogation. Cette détection correspond à une étape 17 sur la figure 2. Lorsque la carte sollicitée par les signaux émis par l'antenne 2 reçoit cette interrogation, elle transmet des données qui la concernent à un lecteur de la borne 1. Au cours d'une étape 18, le lecteur de la borne 1 prend donc connaissance des données de transaction contenues dans la carte 3. Les circuits de traitement du lecteur effectue alors en une opération 19 un test pour savoir si la carte est valide: si elle correspond en pratique à l'usage pour lequel la borne 1 est destinée. La carte peut notamment être non valide si, correspondant à un autre service, elle est non compatible avec le système de transport. La carte est alors refusée, mais non avalée. Dans ce cas dans une opération 20 la borne émettra un message et/ou signalera par une sonnerie le fait que la carte ne puisse pas servir pour bénéficier du service convoité: pour passer ici le long de la borne et accéder à un transport. Ces indications 21 apparaissent sur l'écran 7. Si la carte est valide, au cours d'une opération 22 le lecteur de la borne 1 modifiera le contenu du crédit du support 3: il fera oblitérer une ou plusieurs des unités 14. A la suite de cette écriture, il est possible que la carte ne soit plus valable pour un autre voyage ultérieur. Dans ce cas, au cours d'un test 23 les circuits du lecteur de la borne 1 provoquent un traitement différent. Si la carte peut être valide pour une autre utilisation ultérieure, dans le domaine des transports, au cours d'une étape 24 on autorisera le passage. Tout simplement un verrou débloque la rotation de la barrière 9. Eventuellement on affichera sur l'écran 7 un message 25 indiquant que le passage et donc la consommation du service ont été comptabilisés d'une part, et invitant l'utilisateur à bénéficier de ce service. Dans le cas présent il reste à l'utilisateur à passer. L'affichage peut être remplacé par l'allumage d'une lampe verte ou un autre système. Si la carte n'est pas valable pour un autre voyage, selon l'invention, on va demander à l'utilisateur de la rendre avant de quitter le service de transport. On peut alors agir de deux façons, soit lui demander de rendre sa carte avant qu'il commence son voyage, soit lui demander qu'il rende sa carte à la fin de son voyage. Si on lui demande de rendre sa carte avant d'effectuer son voyage on lui donnera de préférence un ticket 26 lui permettant de justifier, au cours de son voyage du caractère légal de sa situation. Par contre, si la collecte du support est effectuée en fin de voyage, il ne sera pas nécessaire de délivrer un tel type de ticket. Dans tous les cas le caractère de collecte de la carte sera suffisamment coercitif pour que l'utilisateur rende son support à microcircuit. Aussi, plutôt que de se contenter d'une indication 27 signalant que l'événement de consommation est le dernier événement possible et que l'utilisateur doit rendre son support, on ne laissera l'utilisateur profiter du service que s'il a rendu son support. Cette restitution devient alors la condition de la délivrance du service. Dans ce cas, au cours d'une étape 28 l'utilisateur devra glisser, ou jeter, son support dans la goulotte 10 (parce qu'elle est large). La borne 1 possède alors des moyens pour, dans un test 29, vérifier que le support a été collecté. Si c'est le cas un message 30 est dispensé à l'utilisateur lui indiquant premièrement que son titre est conservé, deuxièmement, éventuellement, qu'il a à saisir une contremarque, le ticket 26, et troisièmement qu'il peut bénéficier du service. Il peut passer dans le cas présent. La figure 3 montre d'une manière schématique la constitution de la borne 1. Celle-ci comporte un circuit de lecture 31 en relation avec l'antenne 2 sous le contrôle d'un microprocesseur 32. Pour éviter des déjections d'objets inutiles dans les goulottes 10 celles-ci sont munies de trappes d'accès 33. La trappe 33 est par exemple commandée par le microprocesseur 32 lorsque celui-ci reçoit du lecteur 31 une information signalant la présence d'une carte dont le crédit vient d'être épuisé et qui doit être collectée. Autrement la trappe 33 ferme l'ouverture de la goulotte 10. De préférence, pour mettre en oeuvre le test 29 la goulotte 10 sera munie en aval d'une autre trappe 34, elle aussi pilotée par le microprocesseur 32. Cette trappe 34 sert à maintenir dans la goulotte 10 un support 3 qui y a été jeté. Durant ce maintien, la présence du support peut être mesurée. Dans ce but un détecteur 35 situé en regard de la goulotte 10, légèrement au-dessus de la trappe 34, et lui aussi sous le contrôle du microprocesseur 32 lance une session de reconnaissance du support 3. Ce détecteur peut être très simple: être par exemple un détecteur optique ou infrarouge. Il peut néanmoins être une antenne du même type que l'antenne 2 couplée au détecteur 31. Lorsque la présence du support 3 est détectée le test 29 permet de délivrer un signal positif. Tant que le support 3 n'est pas détecté, le test est négatif, dans ce cas la barrière 9 n'est pas débloquée. Le cas échéant, si le support 3 a été collecté une imprimante 36 permet de délivrer un ticket 26. Toutes tes opérations peuvent bien entendu être temporisées et synchronisées les unes avec les autres pour correspondre à une perception efficace par l'utilisateur. L'écran 7 peut être complété par un élément de visualisation comportant un voyant au- dessus ou entourant la goulotte 10 d'introduction, ce voyant est allumé lorsqu'une carte doit être collectée. En option, un aiguillage 37 commandé par le microprocesseur 32 permet de séparer les cartes capturées en deux ou plusieurs catégories suivant que l'on ne recycle que des titres simples ou tous ceux qui ont atteint une valeur nulle. Pour éviter les effets des déjections de vandalisme, l'aiguillage 37 peut aussi permettre de séparer les cartes des déchets qui auraient été jeté dans la goulotte 10. Dans ce but le réceptacle de la borne 1 peut comporter plusieurs bacs tels que 38 et 39. Dans ces bacs les cartes peuvent être stockées en vrac, ou rangées en piles pour en faciliter la réutilisation. Dans la pratique la fente d'introduction située au-dessus de la goulotte a des formes adaptées pour faciliter l'introduction de la carte. Cette ouverture peut être plus large qu'une fente d'introduction d'un lecteur magnétique puisqu'elle n'a qu'une fonction de guidage assez lâche, de façon à faciliter au maximum l'introduction de la carte. De préférence les deux trappes 33 et 34 seront actionnées de telle façon que l'ouverture de la trappe 34 soit suivie d'une deuxième détection de ce que la carte introduite n'est plus présente, avant de ne rouvrir la trappe 33 que si elle n'y est plus. De cette façon, on évite les récupérations de cartes par des méthodes dites de pêche à la ligne. Pour la revalorisation des supports, soit celle-ci résulte de la simple remise dans le circuit des supports pour un passage unitaire, soit elle résulte d'un rechargement d'unités dans le circuit 4. Il faut généralement une clef secrète pour pouvoir recharger le circuit 4. La question de sécurité de la clef secrète se trouve simplifiée dans l'invention puisque cette revalorisation ne sera effectuée que par le propriétaire de la borne 1, c'est-à-dire le gestionnaire du service distribué. Le mode de recyclage sera de préférence adapté aux conditions particulières d'exploitation. Dans le cas o seuls les titres unitaires seraient recyclés, pour leur distribution automatique, des titres collectés sont empilés dans des magasins sans être revalorisés. Ils le sont au moment de la vente. Pour la distribution manuelle aux guichets des stations, équipées d'un lecteur permettant la revalorisation, les cartes sont empilées dans des boîtes sans être revalorisées. Elles le sont au moment de la vente. Pour la distribution par des revendeurs extérieurs ne disposant pas de moyen de revalorisation, les titres sont revalorisés par un équipement spécifique sécurisé et appartenant au gestionnaire du service. L'empilage peut se faire dans n'importe quel sens, à la différence des cartes magnétiques, ce qui en simplifie le mécanisme. Il sera réalisé directement dans les bornes portillons, manuellement en station ou automatiquement en station. REVENDICATIONS 1 - Procédé de paiement sans contact avec un support revalorisable dans lequel - on présente ce support dans l'environnement d'un lecteur sans contact, - on paye un service avec ce support tant qu'un crédit que ce support représente est plus grand que le prix à payer, et - on recharge le crédit de ce support quand ce crédit y devient inférieur, caractérisé en ce que - on collecte le support sur le lieu du payement quand le crédit est inférieur ou égal au prix à payer. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que - on délivre le service si le crédit est supérieur au prix à payer ou si le support a été collecté lorsque le crédit est inférieur ou égal au prix à payer. 3 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que - pour collecter, on émet un signal de collecte (lumineux, sonore, mécanique). 4 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que - pour collecter, on ouvre une trappe de collecte d'un réceptacle. - Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que -pour collecter, on présente une goulotte de collecte, - on mesure la présence d'un support dans la goulotte et - on ouvre une trappe de collecte en aval de la goulotte quand une telle présence est mesurée 6 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que - pour collecter, on oriente les supports collectés dans différents bacs du réceptacle en fonction de la nature de ces supports. 7 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que - on délivre un ticket de collecte quand le support a été collecté. 8 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que - pour payer, on déduit des unités dans une mémoire du support. 9 - Dispositif de paiement comportant un jeu de supports à microcircuit sans contact rechargeable, une borne de lecture munie d'un lecteur sans contact et de circuits de payement d'un service avec ce support tant qu'un crédit que ce support représente est plus grand que le prix à payer, et des moyens de recharger le crédit de ce support quand ce crédit y devient inférieur, caractérisé en ce qu'il comporte un réceptacle de collecte de supports sur le lieu du payement quand le crédit est inférieur ou égal au prix à payer. - Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte une goulotte d'accès pour contenir un support, une trappe située en aval de la goulotte, et un détecteur situé en regard de la goulotte