CNRS La lettre innovation

Pour protéger des documents de la contrefaçon, que ce soit des billets de banque ou des cartes d'identité, une solution prometteuse consiste à y inscrire plusieurs images sur une même surface (multiplexage), l'image visible dépendant du mode d'observation (par réflexion, transmission, diffraction...). Une méthode d'authentification efficace, à condition que l'encodage puisse se faire de manière industrielle et que la révélation des images ne nécessite ni éclairage, ni dispositif de lecture spécifique. La technique mise au point au Laboratoire Hubert Curien, en collaboration avec la société HID Global, répond à cette attente en réalisant la nanostructuration d'un matériau par un laser nanoseconde.

Le procédé² utilise un film mince d'oxyde de titane incluant des nanoparticules d'argent. Les images y sont codées en illuminant le matériau par un faisceau laser qui provoque une auto-organisation des nanoparticules, responsable de la formation des couleurs observées.

Contrairement à d'autres techniques de nanostructuration, comme la lithographie par faisceau d'électrons, cette méthode produit une surface qui ne présente pas de régularités facilement identifiables : il est difficile, voire impossible de la contrefaire.

Le caractère statistique de l'auto-organisation des nanoparticules induite par le traitement laser introduit toutefois une difficulté : le lien entre les paramètres du laser et l'affichage des couleurs est difficile à modéliser. Pour s'affranchir de cet obstacle, des milliers de surfaces ont été réalisées en faisant varier les paramètres lasers, et les couleurs obtenues ont été mesurées. Cette base de données est ensuite exploitée par un algorithme qui retrouve les paramètres laser permettant de coder une image donnée.

« Utiliser un laser nanoseconde, et non plus femtoseconde comme dans de précédents travaux, est un réel avantage: l'inscription d'images multiplexées est en moyenne cinquante fois plus rapide, et des lasers nanosecondes sont déjà utilisés par les industriels », indique Nathalie Destouches, chercheuse au Laboratoire Hubert Curien.

Mais l'atout principal de la nouvelle méthode, pour des applications pratiques de contrôle anti-contrefaçon, est que les images sont visibles en lumière blanche naturelle, et sans équipement particulier. L'équipe a ainsi montré que cette technique permettait d'inscrire trois images couleurs différentes sur une même surface, visibles à l'œil nu selon différents modes d'observation. Une quatrième image peut être ajoutée, mais cette fois en utilisant une lumière polarisée pour la visualiser.

Le Laboratoire Hubert Curien et la société HID Global collaborent actuellement à l'application de cette technique laser sur des supports du type carte de crédit, notamment en optimisant le matériau d'inscription des images aux applications visées.

¹ CNRS/Université Jean Monnet

² Anti-Counterfeiting White Light Printed Image Multiplexing by Fast Nanosecond Laser Processing. Nicolas Dalloz, Van Doan Le, Mathieu Hebert, Balint Eles, Manuel A. Flores Figueroa, Christophe Hubert, Hongfeng Ma, Nipun Sharma, Francis Vocanson, Stéphane Ayala, Nathalie Destouches. Advanced Material,14 Octobre 2021