Brevet FR2819610A1 — publié le 20020719

La présente invention concerne un procédé de fabrication et de sécurisation d'articles sensibles destinés à circuler dans un environnement public (c'est à dire un environnement dans lequel il est impossible de maîtriser les conditions ambiantes, en particulier les conditions magnétiques), et un article sensible fabriqué et sécurisé par un tel procédé. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans la fabrication de billets de banque ou de documents fiduciaires. On connaît de nombreuses techniques pour sécuriser un article sensible en lui associant un marquage imperceptible à un observateur, mais pouvant être reconnu par une machine à des fins d'authentification. Il est ainsi connu d'intégrer dans des billets de banque des marquages imperceptibles, mais possédant des propriétés électromagnétiques spécifiques, seules des machines adaptées pouvant reconnaître ces propriétés et ainsi détecter et éventuellement reconnaître les marquages pour authentifier le billet. Plus précisément, il existe des procédés permettant d'intégrer dans le papier de billets de banque des éléments magnétiques, par exemple des fibres métalliques ayant des propriétés magnétiques spécifiques, reconnaissables à distance par des machines aptes à émettre un champ magnétique et à recueillir et reconnaître une signature spécifique desdites fibres, cette signature étant fonction de la perturbation du champ par les éléments magnétiques. De telles dispositions constituent des éléments de sécurité des billets, mais ne garantissent pas de manière absolue l'absence de contrefaçon car il est toujours possible que des faussaires aient connaissance des caractéristiques de la réponse attendue des billets à une excitation d'authentification, et élaborent des moyens de marquage reproduisant ces caractéristiques. En outre, il serait avantageux, dans certaines circonstances, de distinguer plus particulièrement un lot donné de billets ou d'articles sensibles par un marquage spécifique, afin de suivre le cheminement de ces billets ou articles une fois mis en circulation. Ceci pourrait être utilisé pour établir une traçabilité du cheminement dudit lot donné, à des fins statistiques par exemple. On pourrait ainsi imaginer d'associer à un lot donné d'articles un tel marquage spécifique, pour visualiser la diffusion géographique des articles de ce lot. Ceci pourrait également être mis en oeuvre pour le marquage de lots de billets de banque particuliers. Un but de l'invention est de permettre de réaliser un marquage d'articles sensibles tels que des billets de banque, avec un niveau de sécurité accru par rapport aux dispositions connues évoquées ci-dessus. Un autre but de l'invention est de permettre en outre d'établir une traçabilité sur des lots particuliers de tels articles sensibles. Afin d'atteindre ces buts, l'invention propose un procédé de marquage et de reconnaissance d'un article sensible destiné à circuler dans un environnement public, tel qu'un billet de banque, le procédé comportant : * l'intégration à l'article d'un premier moyen magnétique, associé à une valeur de susceptibilité magnétique, et apte à interagir avec un champ magnétique d'excitation de caractéristiques déterminées, * l'exposition dudit article audit champ d'excitation, * le recueil de la réponse magnétique de l'article à ladite exposition, et la comparaison de ladite réponse avec une réponse attendue, caractérisé en ce que ladite réponse attendue est une réponse de résonance d'au moins un constituant dudit premier moyen magnétique. Des aspects préférés mais non limitatifs du procédé selon l'invention sont les suivants : 'ledit premier moyen magnétique comprend un mélange de matériaux ferromagnétiques présentant des fréquences de résonance différentes, . la susceptibilité dudit premier moyen magnétique est de l'ordre de 50 à 10+4 'it comprend l'intégration à l'article d'un deuxième moyen magnétique associé à une valeur de susceptibilité magnétique et à une coercivité magnétique, ') le produit de ladite susceptibilité magnétique du deuxième moyen magnétique par l'intensité du champ d'excitation est sensiblement inférieur à ladite coercivité du deuxième moyen magnétique, *) la susceptibilité du deuxième moyen magnétique est sensiblement inférieure à l'unité, . l'article est un billet de banque, * le premier et le deuxième moyen magnétique sont intégrés au billet sous forme d'un mélange de pigments magnétiques doux et de pigments magnétiques durs, . les pigments sont mélangés dans une proportion de l'ordre de 50% chacun, 'au moins certains pigments sont mélangés sous forme de poudre, puis intégrés au billet, * au moins certains pigments sont réalisés sous forme de fibres magnétiques, 'tes fibres sont réalisées par dépôt auto-catalytique de pigments durs sur des fibres à magnétisme doux, * au moins certains pigments sont intégrés à l'article par dépôt sous vide, w) le premier et/ou le deuxième moyen magnétique est intégré au billet par l'intermédiaire d'un fil de sécurité, ' le deuxième moyen magnétique est associé à un élément en feuille, que l'on intègre lui-même au billet, * le procédé comporte en outre, préalablement à l'exposition dudit article au champ d'excitation, l'exposition de l'article à un champ magnétique de désactivation, . l'intensité dudit champ de désactivation est suffisamment élevée pour provoquer la saturation magnétique du deuxième moyen mahgnétique, * l'intensité dudit champ de désactivation est de l'ordre de 3000 à 8000 Oë, *)'intensité du champ d'excitation est de l'ordre de 6 Oë, *) le champ d'excitation est un champ oscillant à une fréquence de l'ordre de3à10KHz. D'autres aspects, buts et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description suivante de formes préférées de mise en oeuvre de l'invention. En introduction de cette description, on définit : * les matériaux magnétiques doux comme étant ceux dont : la coercivité est faible, plus précisément sensiblement inférieure à quelques centaines de Oë, de préférence au maximum de l'ordre de quelques Oë, et la susceptibilité est élevée, plus précisément supérieure à l'unité d'au moins environ un ordre de grandeur, et les matériaux durs comme ceux dont : la susceptibilité est très faible, typiquement inférieure à l'unité d'au moins environ un ordre de grandeur, et la coercivité est très élevée, sensiblement supérieure à quelques centaines de Oë, de préférence au minimum de l'ordre du millier de Oë. On rappelle que la coercivité magnétique est définie comme une grandeur magnétique associée à chaque matériau magnétique, exprimée en Oë par exemple (1 Oë = 79,58 A/m). Cette coercivité représente l'intensité du champ coercitif que l'on doit appliquer au matériau pour annuler l'aimantation rémanente Mr de ce matériau lorsque le matériau a été exposé à un champ magnétique suffisamment intense pour provoquer la saturation magnétique du matériau (le matériau étant alors associé à une aimantation de saturation Ms). On rappelle également que la susceptibilité X d'un matériau est un facteur dimensionnel permettant de déterminer l'intensité du champ d'aimantation permanent M créé dans le matériau par l'exposition du matériau à un champ d'excitation H. La susceptibilité est fixe pour chaque matériau (tout au moins lorsque ledit matériau se présente sous une forme déterminée), et relie les valeurs de H et de M selon la formule M = X H. Ainsi, on peut caractériser un matériau magnétique se présentant sous une forme donnée par : * sa susceptibilité X (la valeur de ce paramètre étant également fonction de la forme sous laquelle le matériau se présente, au travers d'un facteur de forme), *) la valeur Ms de l'aimantation de saturation du matériau, *) la valeur Mr de l'aimantation rémanente du matériau ayant été saturé. Selon l'invention, on mélange tout d'abord des pigments magnétiques doux et des pigments magnétiques durs pour constituer une première préparation. Les pigments peuvent dans une première forme de réalisation de l'invention se présenter sous la forme de poudres de matériaux magnétiques doux et durs, respectivement. Dans ce cas, la première préparation est elle-même une poudre mélangée. Comme dans les autres formes de réalisation de l'invention, ils peuvent être présents dans une proportion pouvant être de l'ordre de 50% chacun, bien que cette proportion ne constitue qu'une valeur indicative ne limitant pas le champ de l'invention. La préparation ainsi constituée est ensuite introduite dans un liant fluide, pour constituer une encre d'impression qui sera ensuite utilisée pour imprimer certaines parties de billets de banque (cette application aux billets de banque étant une application préférée de l'invention). L'encre peut être appliquée directement sur la surface du billet, ou introduite dans la structure d'éléments intermédiaires intégrés aux billets, par exemple des fils de sécurité. On précise que dans tous les modes de réalisation de l'invention la coercivité des pigments magnétiques doux peut être de l'ordre de quelques dixièmes de Oë à quelques Oë, et celle des pigments magnétiques durs de l'ordre de quelques milliers de Oë, par exemple de l'ordre de 6000 à 8000 Oë. Et il est également possible selon ce premier mode de réalisation, comme dans les autres, d'incorporer la poudre mélangée non pas dans une encre, mais dans une colle qui sera elle-même intégrée aux billetsparticulièrement dans le cas de billets en matière plastique pour lesquels on procède à un contre-collage de couches de feuilles plastiques. Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, on intègre aux billets des fibres à magnétisme doux, et des fibres à magnétisme dur. Selon une variante avantageuse de ce deuxième mode de réalisation de l'invention, il est également possible de fabriquer des fibres comprenant à la fois des pigments à magnétisme doux et de pigments à magnétisme dur, par exemple par dépôt auto-catalytique de pigments durs sur des fibres à magnétisme doux. Les fibres peuvent être intégrées dans la trame du papier des billets, directement ou par l'intermédiaire d'une encre ou d'une colle, déposées sur un élément intermédiaire tel qu'un fil de sécurité, ou associées aux billets par tout moyen connu en soi. Selon un troisième mode de réalisation de l'invention, on procède au dépôt sous vide de pigments doux et de pigments durs sur les billets. Ce dépôt peut être effectué sur les billets directement ; toutefois, dans une variante préférée de réalisation de l'invention on effectue un tel dépôt sur des éléments intermédiaires qui peuvent ici être des éléments de film (par exemple métallique ou synthétique) qui seront intégrés aux billets (par transfert à chaud ou à froid, par collage, etc...). On peut par ce type de technique constituer des films comportant une couche de pigments doux d'une épaisseur de l'ordre de 1,2 microns, recouverte d'une couche de pigments durs d'une épaisseur équivalente. Il est également possible d'intégrer aux billets des pigments magnétiques doux et des pigments magnétiques durs par tout autre moyen, par exemple en surimprimant avec une encre chargée en pigments durs un film comportant des pigments doux et préalablement appliqué sur les billets - en pavés discontinus ou en bande continue. On précise à cet égard que selon une forme préférée de réalisation de l'invention on intègre les pigments doux aux billets, puis on surimprime ensuite les parties des billets comportant des pigments doux avec une encre ou un vernis comportant les pigments durs, selon des pavés discontinus. Ceci présente l'avantage de former sur le billet des surfaces magnétiques élémentaires discrètes avec les pigments durs. Et les modes d'intégration des pigments évoqués ci-dessus peuvent être mis en oeuvre avec des fils de sécurité, qui seront eux-mêmes intégrés aux billets. Ainsi on peut effectuer sur un fil de sécurité un dépôt sous vide de pigments doux, puis imprimer ce fil avec une encre chargée en pigments durs et intégrer ce fil à un billet. En fabriquant des billets selon l'invention, on dispose ainsi de billets auxquels sont intégrés les deux types de pigments magnétiques-doux et durs. Ces pigments peuvent être réalisés par des particules de métal de coercivité adaptée, ou de tout matériau adapté. De préférence, on utilisera des matériaux ferromagnétiques présentant un moment magnétique permanent, par exemple mais de manière non limitative du fer, du cobalt, ou des éléments de terres rares. Et les pigments intégrés aux billets constituent un marquage magnétique, qu'un détecteur muni de capteurs de champ magnétique est apte à reconnaître. Plus précisément, pour authentifier un billet ainsi fabriqué on le soumet à un champ magnétique d'excitation H1. Le champ H1 est généré par des électroaimants associés à un appareil d'authentification des billets. Ce champ est un champ alternatif, son intensité oscillant entre deux valeurs H1min et H1max selon une fréquence Fm, qui peut par exemple avoir une valeur comprise entre 3 et 10 kHz. Préalablement à cette exposition à un champ oscillant, le billet est également exposé à la croissance de l'intensité du champ H1 pour permettre à celui-ci de venir osciller entre une valeur minimale H1 min et une valeur maximale H1max ; Une valeur possible pour l'intensité du champ H1 est de l'ordre de 6 Oë. Les deux types de pigments intégrés au billet étant ferromagnétiques, leurs moments magnétiques tendent à s'aligner sous l'action du champ d'excitation H1 en créant une aimantation M qui vient se superposer à ce champ H1. On précise que la susceptibilité % doux des pigments doux, positive et élevée, peut être par exemple de l'ordre de 50 à 10+4 Lorsque les pigments doux du billet sont exposés à la croissance initiale du champ H1, l'aimantation Mdoux de ces pigments augmente donc rapidement du fait de leur susceptibilité élevée, suivant une courbe de première aimantation. Et on fait ainsi croître le champ H1 jusqu'à ce que l'aimantation Mdoux atteigne la valeur d'aimantation de saturation MSdoux des pigments doux. A ces fins, la valeur importante de la susceptibilité des pigments doux, et le choix d'une valeur de H1max suffisamment importante permet que l'aimantation des pigments doux des billets exposés au champ H1 atteigne la valeur de saturation des pigments doux MSdoux. Une fois cette valeur de saturation atteinte et le champ H1 s'étant mis à osciller, l'aimantation Mdoux des pigments doux qui est proportionnelle à H1 décrit un cycle d'hystérésis selon une courbe de montée et une courbe de descente différentes. On précise que les pigments durs sont quant à eux choisis avec une susceptibilité Xdur suffisamment faible (et en tout état de cause avec une valeur petite devant l'unité) pour que l'exposition au champ H1 d'excitation des pigments durs non préalablement magnétisés, ne provoque qu'une aimantation réversible Mdur de ces pigments, dont l'intensité est négligeable devant celle du moment magnétique Mdoux. De la sorte, une exposition au champ H1 provoque uniquement la saturation des pigments doux du billet, le magnétisme des pigments durs ne suivant pas de courbe à hystérésis. Cette saturation des pigments doux se traduit par une modification du champ magnétique total B, qui est la somme du champ d'excitation H1 et des moments des pigments magnétiques Mdoux et Mdur. Et le champ d'excitation H1 étant oscillant, la valeur du champ total oscille également car les aimantations des pigments doux et des pigments durs sont proportionnelles à ce champ H1. On a dit que le moment magnétique Mdur des pigments durs exposés au champ H1 était relativement peu important. Par contre, le moment Mdoux des pigments doux est quant à lui important, de sorte qu'il constitue une modification sensible du champ total B. Plus précisément, du fait de la valeur importante de Xdoux, et de la concentration suffisante de pigments doux dans les billets, l'intensité du champ correspondant au moment magnétique Mdoux est prédominante par rapport à l'intensité du champ H1 d'excitation, et l'intensité du champ magnétique total est déterminée par ce moment magnétique des pigments doux. La fréquence d'oscillation FH1 est en outre choisie pour correspondre à la fréquence propre de résonance magnétique des pigments doux, de sorte que le champ magnétique engendré par l'aimantation Mdoux oscille avec une amplitude très importante. Plus précisément, on peut réaliser les pigments non pas à partir d'un matériau ferromagnétique unique, mais en mélangeant plusieurs matériaux ferromagnétiques, auxquels peuvent être associées des fréquences propres de résonance magnétique différentes. Et dans ce cas, la réponse Mdoux magnétique des pigments doux oscillera avec une réponse principale due au constituant principal des pigments doux-par exemple le cobalt-sur une fréquence principale correspondant à la fréquence d'excitation Fm, à laquelle se superposent des réponses magnétiques secondaires sur des fréquences de résonance des autres constituants des pigments doux. Et le champ magnétique total B, qui est comme on l'a dit déterminé par la valeur de Mdoux, comportera ces oscillations secondaires. Il est ainsi possible de détecter par analyse fréquentielle de certaines harmoniques du champ B la présence de constituants secondaires dans les pigments doux, qui leurs confèrent une signature magnétique spécifique. Cette analyse fréquentielle peut par exemple mettre en oeuvre une analyse de Fourier de la dérivée première de l'intensité du champ magnétique total B auquel on a soustrait l'intensité du champ d'excitation H1. Et on peut ainsi programmer la machine d'authentification de manière à rechercher précisément une telle signature spécifique, en la munissant de moyens d'analyse fréquentielle adaptés. Ceci constitue un élément de sécurité supplémentaire des billets. Pour détecter la modification du champ magnétique total B, des capteurs magnétiques sont intégrés à l'appareil d'authentification, de sorte que cet appareil est apte à indiquer si le billet soumis à l'excitation du champ H1 comporte ou non des pigments doux, fournissant la réponse magnétique Mdoux désirée. Ceci constitue un premier moyen d'authentification des billets. Selon un aspect important de l'invention, il est en outre possible de distinguer un lot spécifique de billets pour modifier de manière contrôlée leur réponse magnétique à l'exposition au champ H1. Pour cela, on expose préalablement les billets du lot choisi à un champ dit de désactivation H2 d'intensité sensiblement supérieure à l'intensité du champ H1. Plus précisément, l'intensité du champ de désactivation H2 est choisie suffisamment importante pour provoquer la saturation magnétique non seulement des pigments doux du billet, mais également des pigments durs. En pratique, l'intensité du champ de désactivation H2 peut être par exemple de l'ordre de 3000 à 8000 Oë. Et suite à cette exposition au champ H2 les pigments durs sont saturés magnétiquement même en l'absence de champ extérieur, c'est à dire qu'ils génèrent un champ magnétique permanent et rémanent Mrdur, qui ne peut être annulé que par un champ coercitif opposé et d'égale intensité. Et les pigments doux sont également saturés par cette exposition au champ H2, de sorte qu'ils génèrent quant à eux un champ magnétique permanent et rémanent Mrdoux. Ce champ Mrdoux est sensiblement inférieur au champ rémanent Mrdur généré par les pigments durs. Suite à cette exposition au champ de désactivation H2, les pigments doux se comportent donc comme des aimants permanents dont le champ Mrdoux est d'intensité faible, et les pigments durs comme d'autres aimants permanents dont le champ Mrdur est d'intensité forte. Plus précisément, les pigments durs sont choisis de telle sorte que la valeur de Mrdur soit sensiblement supérieure à celle du champ Xdoux H1 créé lors de l'exposition des pigments doux au champ H1. Ainsi, si l'on expose ensuite de nouveau les billets au champ d'excitation oscillant H1, après les avoir exposés au champ H2 pendant une durée suffisante pour provoquer la saturation des pigments durs et leur aimantation à la valeur Mrdur, le champ total auquel l'ensemble du billet et les pigments sont exposés sera déterminé par cette aimantation permanente Mrdur. Et cette aimantation permanente qui détermine le champ magnétique total en dominant le champ oscillant H1 empêche la résonance magnétique des pigments doux lorsque ceux-ci sont exposés au champ H1. Et le magnétisme des pigments durs ne résonne pas non plus-en réalité il n'oscille même pas, car Mrdur est supérieur de plusieurs ordres de grandeur à Xdur H 1. On comprend donc qu'une fois qu'on a ainsi exposé les billets au champ de désactivation H2, la réponse des billets à l'exposition du champ d'excitation H1-qui est le champ d'authentification normal des billetssera modifiée, la résonance magnétique des pigments doux n'ayant pas lieu. Il est ainsi possible de marquer un lot de billets spécifique afin de modifier sa réponse au champ magnétique d'authentification H1 de la machine d'authentification. Et la machine d'authentification peut comprendre des moyens pour reconnaître, en plus de la réponse attendue de billets non désactivés, une réponse attendue de billets désactivés par une exposition au champ H2. Et les pigments durs étant choisis selon l'invention avec une susceptibilité très faible, il n'est pas possible de provoquer accidentellement une magnétisation irréversible, et a fortiori la saturation magnétique, de ces pigments. En effet, l'intensité des champs magnétiques auxquels les billets sont susceptibles d'être exposés (champ terrestre, champs générés par divers dispositifs...) n'atteint pas une valeur de l'ordre de 1000 Oë, valeur qui ne serait pas suffisante pour effectuer une telle magnétisation irréversible. De même, du fait de la valeur importante de l'aimantation rémanente Mdur-qui correspond à la valeur de coercivité des pigments durs et qui est comme on l'a dit au moins de l'ordre du millier de Oë-une fois que des billets selon l'invention ont été exposés au champ de désactivation H2 et que les pigments durs ont été saturés, il n'est pas possible de démagnétiser accidentellement ces pigments en environnement public. L'invention permet ainsi de sécuriser des objets tels que des billets de banque avec un très haut degré de sécurité, et de distinguer en outre des lots désirés de tels objets en modifiant de manière contrôlée la réponse à une excitation d'authentification. REVENDICATIONS 1. Procédé de marquage et de reconnaissance d'un article sensible destiné à circuler dans un environnement public, tel qu'un billet de banque, le procédé comportant : l'intégration à l'article d'un premier moyen magnétique, associé à une valeur de susceptibilité magnétique (doux), et apte à interagir avec un champ magnétique (H1) d'excitation de caractéristiques déterminées, l'exposition dudit article audit champ d'excitation, le recueil de la réponse magnétique de l'article à ladite exposition, . et la comparaison de ladite réponse avec une réponse attendue, caractérisé en ce que ladite réponse attendue est une réponse de résonance d'au moins un constituant dudit premier moyen magnétique. 2. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit premier moyen magnétique comprend un mélange de matériaux ferromagnétiques présentant des fréquences de résonance différentes. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la susceptibilité dudit premier moyen magnétique est de l'ordre de 50 à 10+4. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend l'intégration à l'article d'un deuxième moyen magnétique associé à une valeur de susceptibilité magnétique (Xdur) et à une coercivité magnétique (Mrdur). 5. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le produit de ladite susceptibilité magnétique (% dur) du deuxième moyen magnétique par l'intensité du champ d'excitation (H1) est sensiblement inférieur à ladite coercivité (Mrdur) du deuxième moyen magnétique. 6. Procédé selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la susceptibilité (Xdur) du deuxième moyen magnétique est sensiblement inférieure à l'unité. 7. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'article est un billet de banque. 8. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le premier et le deuxième moyen magnétique sont intégrés au billet sous forme d'un mélange de pigments magnétiques doux et de pigments magnétiques durs. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que les pigments sont mélangés dans une proportion de l'ordre de 50% chacun. 10. Procédé selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce qu'au moins certains pigments sont mélangés sous forme de poudre, puis intégrés au billet. 11. Procédé selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce qu'au moins certains pigments sont réalisés sous forme de fibres magnétiques. 12. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les fibres sont réalisées par dépôt auto-catalytique de pigments durs sur des fibres à magnétisme doux. 13. Procédé selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisé en ce qu'au moins certains pigments sont intégrés à l'article par dépôt sous vide. 14. Procédé selon l'une des revendications 7 à 13, caractérisé en ce que le premier et/ou le deuxième moyen magnétique est intégré au billet par l'intermédiaire d'un fil de sécurité. 15. Procédé selon l'une des revendications 4 à 14, caractérisé en ce que le deuxième moyen magnétique est associé à un élément en feuille, que l'on intègre lui-même au billet. 16. Procédé selon l'une des revendications 4 à 15, caractérisé en ce que le procédé comporte en outre, préalablement à l'exposition dudit article au champ d'excitation (H1), l'exposition de l'article à un champ magnétique de désactivation (H2). 17. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'intensité dudit champ de désactivation (H2) est suffisamment élevée pour provoquer la saturation magnétique du deuxième moyen magnétique. 18. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'intensité dudit champ de désactivation est de l'ordre de 3000 à 8000 Oë. 19. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'intensité du champ d'excitation (hot) est de l'ordre de 6 Oë 20. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le champ d'excitation est un champ oscillant à une fréquence de l'ordre de 3 à 10 KHz.