Brevet FR3139397A1 — publié le 20240308

Procédé pour modifier localement des propriétés d’un matériau composite et utilisation d’un tel procédé pour lutter contre de la fraude. L’invention porte sur un procédé pour identifier et/ou authentifier un objet comprenant un élément en matériau composite, dans lequel on marque préalablement l’objet en déplaçant localement des charges dans une matrice de ce matériau, sous l’action d’un champ. On peut utiliser un champ électrique pour déplacer des charges thermo-conductrices par diélectrophorèse. Figure pour l’abrégé : figure 2. Procédé pour modifier localement des propriétés d’un matériau composite et utilisation d’un tel procédé pour lutter contre de la fraude. La présente invention se rapporte notamment au domaine du marquage, notamment pour l’identification ou l’authentification d’un objet, notamment pour lutter contre de la fraude. On connait de nombreux moyens de marquage d’un objet, ces marquages généralement rapportés sur l’objet, tels des dispositifs magnétiques ou des étiquettes simples ou radiofréquence. Ces dispositifs ne sont pas une partie intrinsèque de l’objet lui-même. Ils peuvent donc être facilement retirés, remplacés ou ajouter à un objet. D’autres objets comprennent ou forment en eux-mêmes leur propre marque déposée ou reproduisent un modèle déposé. Cependant, ces objets sont généralement facilement reproduits et rien ne permet de distinguer aisément une contrefaçon de l’objet original. Un but de l’invention, est de proposer un procédé ou un dispositif pour marquer un objet qui lui soit intrinsèque et très difficilement reproductible. Pour résoudre ce problème, et en premier lieu, l’invention propose un procédé pour structurer un matériau dans un objet dont un élément au moins est formé dudit matériau, ledit matériau étant composé d’une matrice dans laquelle des charges sont dispersées, utilisant des charges susceptibles de changer de position dans la matrice sous l’action d’un champ et de se maintenir dans cette position lorsque ce champ n’est plus appliqué, puis dans lequel on applique localement ce champ sur l’élément pour modifier, localement, au moins une propriété du matériau. Selon un tel procédé les charges peuvent être déplacée et alignée dans la matrice, entre deux faces de l’élément, sous l’action du champ. Le champ est avantageusement appliqué entre deux pôles disposés en vis-à-vis l’un de l’autre, de part et d’autre de l’élément. De préférence, le champ est un champ électrique et les pôles sont des électrodes. Les pôles peuvent avoir une forme d’une marque à inscrire dans l’élément. De préférence, on utilise des charges thermo-conductrices et plus thermo-conductrices que la matrice. En second lieu, l’invention propose un procédé pour identifier et/ou authentifier un objet, qui utilise un procédé précédemment exposé, pour marquer préalablement cet objet. Plusieurs modes d’exécution de l’invention seront décrits ci-après, à titre d’exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés dans lesquels : illustre schématiquement, une électrode utilisée pour l’inscription d’un logo par électrophorèse dans un premier échantillon de matériau composite comprenant des charges thermo-conductrices ; est une vue de détail du premier échantillon exposé à de la chaleur après inscription ; est une vue similaire à celle de la qui illustre schématiquement une électrode utilisée pour l’inscription d’un « QR-code »® (marque déposée) par électrophorèse dans un deuxième échantillon de matériau composite comprenant des charges thermo-conductrices ; et, est une vue de détail du deuxième échantillon exposé à de la chaleur après inscription. Les matériaux composites, par leur capacité à associer les différentes propriétés de leurs composants, permettent des couplages multiphysiques complexes leur ouvrant de nouveaux domaines d’application. Ces matériaux présentent souvent la forme d’une matrice dans laquelle sont distribuées des charges. Ainsi, une matrice élastomère comprenant des charges thermo-conductrices forme un matériau composite présentant à la fois des qualités de flexibilité, apportée par la matrice, et de conductivité, apportée par les charges. Les charges peuvent être dispersée de façon aléatoire de sorte qu’il en résulte une structure sensiblement homogène et isotrope au niveau macroscopique. Les charges peuvent aussi être agencées de façon anisotrope, selon une direction préférentielle. La diélectrophorèse permet l’alignement de charges diélectriques selon un champ électrique. Il en résulte un composite à structure anisotrope, présentant des caractéristiques différentes selon la direction considérée. Des colonnes unidirectionnelles de particules sont formées et les barrières matricielles séparant ces particules sont réduites. La matrice, généralement un polymère, est principalement responsable des propriétés mécaniques et structurelles du matériau, telles que la souplesse, l’élasticité ou la flexibilité. Les charges peuvent notamment être des particules, des fibres ou des patelettes ; elles peuvent être métalliques, céramiques ou à base de carbone. Ces charges confèrent d’autres caractéristiques au matériau composite, par exemple, la conductivité thermique ou électrique, la piézoélectricité ou encore l’électroluminescence. Lorsque les charges sont agencées selon une direction privilégiée, une caractéristique apportée par les charges augmente significativement selon cette direction privilégiée. Ainsi, pour un matériau en feuille composé d’une matrice élastomère et de charges céramiques thermo-conductrices, l’agencement des charges selon l’épaisseur du matériau, en favorise la conductivité thermique selon cette épaisseur. Ceci se traduit par une plus grande capacité d’une telle feuille à évacuer la chaleur selon son épaisseur, par exemple la chaleur d’un objet recouvert d’une telle feuille. L’invention se propose d’utiliser un tel agencement de charge dans un matériau afin de le marquer dans sa masse. Pour cela on peut utiliser deux pôles actifs et des charges sensibles à l’action des pôles dispersées dans une matrice peu ou pas sensible à leur action. Ces deux pôles sont conçus pour modifier localement une propriété associée aux charges. Il apparait qu’en contrôlant ainsi la répartition des charges dans la matrice, on peut former une empreinte dans la masse du matériau ; cette empreinte peut être lu et reconnue en observant, par des moyens adaptés, les variations locales de la propriété ainsi modifiée. Dans les exemples illustrés aux figures 1 à 4, l’objet à marquer est une feuille d’un matériau composite thermo-conducteur dont l’agencement des charges peut être modifié par diélectrophorèse, par l’application d’un champ électrique. Les pôles sont deux électrodes dont l’une est le miroir de l’autre. Les charges permettent d’augmenter la conductivité thermique du matériau, relativement à celle de la matrice seule. Les figures 1 et 2 illustrent le marquage d’un logo de l’entreprise Gétélec dans l’épaisseur d’une feuille thermo-conductrice. La illustre une première des électrodes 10 utilisées dans cet exemple. L’électrode 10 comprend un circuit en cuivre 11 déposé sur un support en Epoxy 12. Le circuit 11 forme le logo 13 de l’entreprise et des pistes d’alimentation électrique 14. Chaque partie du logo 13 et les pistes 14 sont toutes électriquement reliées entre elle. La deuxième électrode, non représentée, est une version miroir de l’électrode 10 représentée à la , de sorte que lorsqu’elles sont disposées en vis-à-vis l’une de l’autre, chaque partie du logo 13 de la deuxième électrode est en vis-à-vis d’une partie correspondante de la première électrode. Ainsi, pour le marquage, on dispose les électrodes de part et d’autre de la feuille, afin d’y provoquer un déplacement des charges par l’application d’un champ électrique approprié. La illustre un échantillon 16 de feuille ainsi traité et observé à l’aide d’une camera infrarouge. Les zones plus chargées, donc plus conductrices de la chaleur, apparaissent plus foncées. Le marquage 17 représentant le logo est clairement visible. Ainsi, noyé dans la matrice, il reste invisible ou discret dans des conditions courantes d’utilisation d’un objet ainsi marqué ; il apparait seulement à un observateur équipé de moyens de lecture infrarouge. En outre, l’empreinte du logo et réalisée dans la masse de l’objet, elle ne peut pas en être retirée ou simplement modifiée. Un tel marquage est donc adapté à l’identification et/ou à l’authentification d’un objet ainsi marqué. Les figures 3 et 4 illustrent un deuxième mode de réalisation pour un marquage selon l’invention. Il sera décrit essentiellement en ce qu’il diffère du mode de réalisation des figures 1 et 2. La illustre une électrode 10 formant un code graphique 23 de type « QR-code »® (marque déposée). Cette électrode, comme celle illustrée à la fait partie d’une paire d’électrodes. La représente un échantillon 26 marqué à l’aide de cette paire d’électrodes et observé à l’aide d’une caméra infrarouge. Le « QR-code »® (marque déposée) y apparait clairement, et peut être lu et interprété par des moyens appropriés. Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits. Au contraire, l'invention est définie par les revendications qui suivent. Il apparaîtra en effet à l'homme de l'art que diverses modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits ci-dessus, à la lumière de l'enseignement qui vient de lui être divulgué. Ainsi, si les exemples illustrés font appel à l’électrophorèse pour marquer un objet, en déplaçant des charges sensibles à un champ électrique, on peut utiliser d’autres méthodes. On peut, par exemple, utiliser un champ magnétique et des charges sensibles à un tel champ. En outre, et de façon générale, on peut utiliser des charges capables de changer de position, sous l’action d’un champ. Le changement de position peut être un changement de position, comme précédemment illustré, et/ou un changement d’orientation. De plus, on peut utiliser des charges qui présentent d’autres caractéristiques que la thermo-conductivité ; par exemple des charges électroluminescentes, visible seulement sous certaines longueurs d’onde. Procédé pour structurer un matériau dans un objet dont un élément au moins est formé dudit matériau, ledit matériau étant composé d’une matrice dans laquelle des charges sont dispersées, caractérisé en ce que l’on utilise des charges susceptibles de changer de position dans ladite matrice sous l’action d’un champ et de se maintenir dans ladite position lorsque ledit champ n’est plus appliqué, puis en ce que l’on applique localement ledit champ sur ledit élément pour modifier, localement, au moins une propriété dudit matériau. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’on déplace et aligne les charges dans la matrice entre deux faces de l’élément sous l’action du champ. Procédé selon l’une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l’on applique le champ entre deux pôles disposés en vis-à-vis l’un de l’autre, de part et d’autre de l’élément. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le champ est un champ électrique et en ce que les pôles sont des électrodes. Procédé selon l’une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que les pôles ont une forme d’une empreinte à inscrire dans ledit élément. Procédé selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’on utilise des charges plus thermo-conductrices que la matrice. Procédé pour identifier et/ou authentifier un objet, caractérisé en ce qu’il utilise un procédé selon l’une des revendications précédentes pour préalablement former une empreinte dans ledit objet.