Brevet FR3135153A1 — publié le 20231103

L’invention concerne une carte à puce à double interface de communication à contact et sans contact, comprenant un corps de carte (20) comportant un module électronique (4) pourvu d’un bornier de contacts et d’une antenne (30) destinée à une communication radiofréquence avec l’antenne d’un lecteur sans contact, ledit corps de carte (20) comportant un élément métallique (11) apte à augmenter le poids du corps de carte (20), caractérisé en ce que ledit élément métallique (11) est un élément métallique composite, configuré pour minimiser les courants de Foucault induits dans le corps de carte (20) lorsque la carte à puce (1) est placée dans le champ électromagnétique d’un lecteur sans contact. Figure pour l’Abrégé : figure 4 Carte à puce en métal à double interface de communication optimisée La présente invention concerne une carte à puce à double interface de communication à contact et sans contact, pourvue d’un corps de carte essentiellement en métal. ETAT DE LA TECHNIQUE Dans le domaine des cartes à puce, en particulier celles utilisées pour des applications bancaires, une partie de la demande tend à se concentrer, pour des questions de meilleure prise en main et de différentiation accrue, sur des cartes plus lourdes que les traditionnelles cartes à puce à corps en matière plastique. Certaines des cartes à puce connues présentent une couche métallique sur une seule face de la carte, l’autre face n’étant pas recouverte de métal mais pourvue d’une antenne permettant une communication avec un lecteur distant par voie radiofréquence. Néanmoins, du fait de l’effet de blindage de la couche métallique, la communication radiofréquence se trouve dégradée. En particulier, des essais ont montré qu’avec ce type de carte à puce, il était impossible d’être conforme à certaines normes telles que celles imposées par les spécifications dites EMVCo qui imposent des exigences mécaniques, électriques et de qualité de communication radiofréquence. Afin de remédier à ce problème et de maintenir une bonne qualité de communication radiofréquence quelle que soit l’orientation de la carte à puce par rapport au lecteur distant, il a été proposé dans le document FR3032294A1 de construire la carte à puce à l’aide d’un insert métallique placé entre deux feuilles externes pourvues chacune d’une antenne et d’une couche de ferrite. Cette disposition permet de maintenir une bonne qualité de communication telle que requise par les spécifications de type EMVCo, mais le procédé de réalisation de ce type de carte est relativement complexe et coûteux. En outre, dans ce mode de réalisation, l’insert métallique est situé entre des couches externes de la carte en matière plastique et n’est donc pas directement visible de l’extérieur, ce qui ne contribue pas à créer une différentiation de perception suffisante vis-à-vis des cartes réalisées entièrement en matière plastique. Afin de remédier à cela, le document FR3089659A1 a présenté une carte à puce en métal à double interface de communication, pourvue de deux plaques externes en aluminium entourant une cavité recevant un module microélectronique. Cette structure permet d’améliorer activement les capacités de communication radiofréquence de la carte, malgré la présence de couches d’aluminium. Cependant, les cartes à puce ainsi obtenues pèsent environ 8 grammes du fait de l’utilisation de l’aluminium, ce qui est certes supérieur au poids d’une carte ayant un corps en matière plastique, mais reste encore considéré comme insuffisant pour le segment du marché des cartes à puce dites « premium », qui doivent avoir un poids cible de plus de 12 grammes, tout en présentant des faces externes personnalisables par gravure laser ou autre, et tout en restant compatibles avec les normes bancaires dites EMVCo. Il est donc nécessaire de proposer une carte à puce sans contact ou à double interface de communication ayant un poids plus élevé que les cartes à puce connues, mais tout en conservant ses propriétés de communication et d’aptitude à la personnalisation graphique. BUT DE L’INVENTION L’invention a pour but de proposer une nouvelle structure de carte à puce capable de satisfaire les exigences contradictoires d’un poids accru pour atteindre un poids supérieur à 12 grammes, tout en présentant une capacité de communication en mode sans contact conforme aux exigences des spécifications de type EMVCo. Un autre but de l’invention est de proposer une telle carte à puce tout en conservant une structure simple et aisée à fabriquer en grande série à un coût réduit et avec une très grande fiabilité. Un autre but de l’invention est, compte tenu du coût élevé de la ferrite, de réduire la surface de ferrite nécessaire pour compenser la présence de métal dans la carte. OBJET DE L’INVENTION Dans son principe, la carte à puce selon l’invention nécessite d’intégrer dans certaines zones du corps de carte des éléments lourds, tels que des éléments de plaques métalliques, notamment en acier ou en alliage au tungstène par exemple. Cependant, sans contremesures adéquates, l’intégration d’un élément métallique monolithique serait susceptible de détériorer fortement les capacités de communication radiofréquence de la carte à puce. En effet, lorsque la carte à puce est placée dans le champ magnétique d’un lecteur sans contact, un élément métallique monolithique tel qu’une plaque d’acier serait le siège d’importants courants de Foucault induits, qui nuisent à la capacité de communication radiofréquence. Afin de remédier à ce nouveau problème, l’invention prévoit des mesures particulières pour limiter les courants de Foucault dans les éléments métalliques ajoutés au corps de carte. L’invention a donc pour objet une carte à puce à double interface de communication à contact et sans contact, comprenant un corps de carte comportant un module électronique pourvu d’un bornier de contacts et d’une antenne destinée à une communication radiofréquence avec l’antenne d’un lecteur sans contact, ledit corps de carte comportant un élément métallique apte à augmenter le poids du corps de carte, caractérisé en ce que ledit élément métallique est un élément métallique composite, configuré pour minimiser les courants de Foucault induits dans le corps de carte lorsque la carte à puce est placée dans le champ électromagnétique d’un lecteur sans contact. Par élément métallique composite, on entend toute structure métallique ou intégrant du métal, qui ne soit pas monolithique et qui soit configurée spécifiquement pour être le siège de courants de Foucault bien inférieurs à ceux qui seraient induits dans une plaque métallique monolithique. De préférence, ledit élément métallique composite s’étend sur l’essentiel de la surface du corps de carte. Selon un mode de réalisation avantageux, ledit élément métallique composite présente une densité supérieure à 1,4 grammes par cm 3 (qui correspond à la densité des matériaux plastiques utilisés habituellement dans la fabrication de cartes à puce), et cette densité est de préférence supérieure à 2,7 grammes par cm 3 . Selon un mode de réalisation avantageux, le caractère composite de l’élément métallique peut être atteint en fractionnant l’élément en une pluralité d’éléments métalliques unitaires de plus petite taille, électriquement isolés entre eux. Selon un mode de réalisation, lesdits éléments métalliques unitaires de l’élément métallique composite sont configurés sous la forme de plaques métalliques unitaires en forme de carrés, juxtaposés les uns aux autres. Selon un mode de réalisation, lesdits éléments métalliques unitaires de l’élément métallique composite sont configurés sous la forme de croisillons métalliques juxtaposés et pourvus d’une découpe centrale apte à limiter les courants de Foucault dans chaque croisillon métallique. Selon un mode de réalisation, lesdits éléments métalliques unitaires de l’élément métallique composite sont configurés sous la forme de plaques métalliques unitaires en forme d’hexagones adjacents, de sorte que les courants de Foucault induits le long des bords adjacents de deux hexagones contigus circulent en sens inverse, réduisant ainsi les courants de Foucault induits dans chaque hexagone. Dans ce cas, lesdites plaques métalliques unitaires en forme d’hexagones peuvent être pleines, ou bien agencées sous la forme d’une piste métallique entrelacée avec des évidements. Dans d’autres variantes de l’invention, il est possible de remplacer les plaques métalliques unitaires par une autre structure, par exemple en configurant l’élément métallique composite sous la forme d’une couche de résine intégrant de la limaille d’un matériau métallique, notamment de la limaille de fer, ou encore en structurant l’élément métallique composite sous la forme d’une ou de plusieurs feuilles métalliques à structure en nid d’abeille. Quelle que soit la configuration géométrique de l’élément métallique composite, celui-ci utilisera de préférence des éléments lourds, en acier inoxydable ou en alliage, notamment en alliage au tungstène. La carte à puce selon l’invention utilisant un élément métallique composite comprendra alors un corps de carte formé par un empilement comprenant au moins une couche de matériau plastique, un insert pourvu d’une antenne, une couche de ferrite, un élément métallique composite sous l’une des formes décrites plus haut, et un capot en aluminium pourvu d’une cavité recevant un module électronique. Celui-ci pourra être simplement connecté à l’antenne du corps de carte, ou bien comporter sa propre antenne directement sur le module, comme connu en soi. Selon un mode de réalisation de la carte à puce selon l’invention, la couche de ferrite peut être située dans le même plan du corps de carte que l’élément métallique composite et juxtaposé à lui. En variante, la couche de ferrite peut être intercalée entre l’insert portant l’antenne du corps de carte et l’élément métallique composite. Afin de limiter la quantité de ferrite à utiliser, l’invention prévoit de disposer la couche de ferrite uniquement en regard de l’antenne du corps de carte ainsi que de l’antenne du module électronique, lorsque celui-ci comporte sa propre antenne. Selon les modes de réalisation de la carte à puce, l’élément métallique composite intégré au corps de carte présentera une épaisseur comprise entre 50 et 250 micromètres. 1 – Carte à puce à double interface de communication à contact et sans contact, comprenant un corps de carte (20) comportant un module électronique (4) pourvu d’un bornier de contacts et d’une antenne (30) destinée à une communication radiofréquence avec l’antenne d’un lecteur sans contact, ledit corps de carte (20) comportant un élément métallique (11) apte à augmenter le poids du corps de carte (20), caractérisé en ce que ledit élément métallique (11) est un élément métallique composite, configuré pour minimiser les courants de Foucault induits dans le corps de carte (20) lorsque la carte à puce (1) est placée dans le champ électromagnétique d’un lecteur sans contact. 2 – Carte à puce selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit élément métallique composite (11) s’étend sur l’essentiel de la surface du corps de carte. 3 - Carte à puce selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que ledit élément métallique composite (11) présente une densité supérieure à 1,4 grammes par cm 3 , et de préférence supérieure à 2,7 grammes par cm 3 . - Carte à puce selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit élément métallique composite (11) est configuré sous la forme d’une pluralité d’éléments métalliques unitaires (12, 15, 17) de plus petite taille, électriquement isolés entre eux. 5 - Carte à puce selon la revendication 4, caractérisée en ce que lesdits éléments métalliques unitaires de l’élément métallique composite (11) sont configurés sous la forme de plaques unitaires en forme de carrés (12). 6 - Carte à puce selon la revendication 4, caractérisée en ce que lesdits éléments métalliques unitaires de l’élément métallique composite (11) sont configurés sous la forme de croisillons métalliques (15) juxtaposés pourvus d’une découpe centrale (16) apte à limiter les courants de Foucault dans chaque croisillon métallique. 7 – Carte à puce selon la revendication 4, caractérisée en ce que lesdits éléments métalliques unitaires de l’élément métallique composite (11) sont configurés sous la forme de plaques métalliques unitaires (17) en forme d’hexagones adjacents, de sorte que les courants de Foucault induits le long des bords adjacents de deux hexagones (17) contigus circulent en sens inverse. 8 – Carte à puce selon la revendication 7, caractérisée en ce que lesdites plaques métalliques unitaires (17) en forme d’hexagones sont agencées sous la forme d’une piste métallique (18) entrelacée avec des évidements (19). 9 – Carte à puce selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que ledit élément métallique composite (11) comporte une couche de résine intégrant de la limaille d’un matériau métallique. 10 – Carte à puce selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que ledit élément métallique composite (11) se présente sous la forme d’une feuille métallique (28) à structure en nid d’abeille. – Carte à puce selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit élément métallique composite (11) comporte des éléments en acier inoxydable ou en alliage, notamment en alliage au tungstène. 12 - Carte à puce selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comporte un corps de carte (20) formé par un empilement comprenant au moins une couche de matériau plastique (21, 22), un insert (23) pourvu d’une antenne (30), une couche de ferrite (24), un élément métallique composite (11), et un capot (25) en aluminium pourvu d’une cavité (27) recevant un module électronique. 13 – Carte à puce selon la revendication 12, caractérisée en ce que la couche de ferrite (24) est située dans le même plan du corps de carte (20) que l’élément métallique composite (11) et juxtaposé à lui. 14 – Carte à puce selon la revendication 12, caractérisée en ce que la couche de ferrite (24) est intercalée entre l’insert (23) portant l’antenne (30) et l’élément métallique composite (11). 15 – Carte à puce selon l’une des revendications 11 à 14, caractérisée en ce que la couche de ferrite (24) est disposée uniquement en regard de l’antenne (30) du corps de carte (20) et de l’antenne du module électronique. 16 – Carte à puce selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit élément métallique composite (11) intégré au corps de carte (20) présente une épaisseur comprise entre 50 et 250 micromètres.