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Document protégé contre la reproduction et procédé d'obtention d'un tel document
L'invention concerne les documents protégés contre la reproduction, notamment par photocopie électrostatique. L'invention concerne également les procédés de fabrication de tels documents.
Le développement de techniques de reproduction et plus particulièrement l'apparition sur le marché de photocopieuses de documents en couleur permet désormais de copier avec une fidélité croissante des documents qui, de par leur nature, ne sont pas censés être reproduits, tels que pièces d'identité, titres, papier-monnaie, etc.
Différents procédés connus tels que, par exemple, l'ajout d'un filigrane rendent déjà la reproduction fidèle de tels documents, en soi, extrêmement difficile. Ces procédés pourraient être battus en brèche par la facilité d'usage d'une photocopieuse couleur.
Après des organismes délivrant des cartes de crédit, certaines banques émettrices de papier-monnaie ont essayé de tirer parti des propriétés ondulatoires de la lumière pour marquer de façon virtuellement non-reproductible des supports comme des billets de banque.
Il s'agit de films minces ou de réseaux de diffraction, hologrammes ou autres, qui présentent une certaine variété d'aspect selon l'angle d'observation. Dans le cas des réseaux de diffraction, une couche réfléchissante sous-jacente contribue à améliorer la visilibité de l'effet en question.
Malheureusement, la mise en évidence dans pareil cas du phénomène est fortement tributaire des conditions d'éclairement, inconvénient encore agravé dans le cas du papier-monnaie par le manque de régularité de surface de support. De plus le papier-monnaie est soumis en circulation à des contraintes telles que la pérennité de la variation optique est mal garantie pendant la durée de vie du billet.
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Ces lacunes font que le caractère indubitable et univoque de l'effet optique recherché peut être sujet à caution, affaiblissant par la même la sécurité liée au procédé.
Un premier but de l'invention est d'obtenir des documents, tels du papier-monnaie, qui soient impossibles à reproduire par photocopie et qui conservent cette caractéristique de façon durable.
Un autre but de l'invention est que la protection de ces documents soit, sous lumière normale d'une relative discrétion, sur base transparente, et qu'elle n'altère pas la lisibilité d'un éventuel graphisme sous-jaçant.
Un autre but de l'invention est de provoquer l'apparition de défauts de coloration permanents aisément repérables sur des copies frauduleuses de documents.
Un premier objet de l'invention est un procédé pour la réalisation de documents protégés contre la reproduction, notamment par photocopie ; les documents comportent un support imprimé ; ce procédé comporte au moins les opérations suivantes : - l'apposition d'un réseau d'interférences en relief sur une couche transparente, sur au moins une partie de la surface du support imprimé et ledit réseau étant apte à dévier de sa trajectoire normale au moins une partie des longueurs d'ondes lumineuses d'un faisceau de lumière dirigée se réfléchissant sur la surface dudit document.
De façon avantageuse, l'apposition du réseau d'interférences comprend l'impression, le transfert à chaud du réseau d'interférence, sur le support imprimé.
Suivant un autre mode de réalisation avantageux, l'apposition du réseau d'interférences comprend l'impression sur un matériau polymère en couche, d'une matrice portant, en relief inversé, l'image de ce réseau d'interférences.
Suivant un mode de réalisation préféré, ce procédé comporte en outre la réalisation par holographie d'un réseau d'interférences en relief et la formation d'une
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matrice apte à reproduire ce réseau d'interférences.
Dans ce mode de réalisation, le procédé suivant l'invention comporte les opérations suivantes : - faire émettre par un laser un flux de lumière cohérente, - diviser ce flux en deux flux partiels, - faire converger, par réflexion, ces deux flux partiels, - faire passer chacun de ces flux partiels au-travers d'un filtre spatial, - projeter sous un angle déterminé ces deux flux partiels sur une couche de matériau photo-polymérisable, de façon telle que ces flux interfèrent l'un avec l'autre et forment sur ladite couche photo-polymérisable un réseau d'interférences lumineuses, - développer la couche photo-polymérisable de façon à obtenir en chaque point de cette couche un relief proportionné à l'exposition de ce point, - métalliser par évaporation sous vide la surface en relief de la couche photo-polymérisable,
- déposer par électrolyse une couche métallique à la surface de la couche photo-polymérisable, d'où obtention d'une matière métallique reproduisant, inversée, l'empreinte du réseau d'interférences.
- impression du relief de la matrice par pressage à chaud à la surface d'une couche de matériau polymère transparent.
Le réseau d'interférences a de préférence une densité minimale de l'ordre de 1000 lignes/mm.
De façon avantageuse, chacun des deux flux partiels forme avec une ligne perpendiculaire à la couche photo-polymérisable un angle d'environ 150, les flux partiels formant entre eux un angle d'environ 300.
Le réseau d'interférences peut comporter plusieurs zones distinctes aptes à dévier un faiseau de lumière dirigée de différentes façons, de manière à tenir compte des particularités géométriques des appareils de reproduction ainsi que des différentes directions selon
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lesquelles le document original peut être orienté dans lesdits appareils.
Le réseau de diffraction obtenu en multiples exemplaires sur le support transparent est apposé sur le document à protéger notamment par la technique du transfert à chaud, moyennant l'adjonction sur la face arrière d'un adhésif adéquat.
L'invention a également pour objet un document protégé contre la reproduction, notamment par photocopie, qui comporte un support imprimé et en outre - une couche de matériau transparent portant sur sa face extérieure un réseau d'interférences en relief ; ce réseau d'interférences, couvrant au moins une partie du document, est apte à interférer et dévier de leur trajectoire normale au moins une partie des longueurs d'ondes lumineuses d'un faisceau de lumière dirigée se réfléchissant sur la surface dudit document.
Suivant une forme de réalisation avantageuse, la configuration du réseau d'interférences est telle que lorsqu'un faisceau de lumière dirigée est orienté vers ledit document, certaines longueurs d'ondes lumineuses au moins de ce faisceau sont réfléchies par ledit réseau d'interférences avant d'atteindre le support de ce document ;
ces longueurs d'ondes luminueuses réfléchies sont renvoyées dans la direction normale de réflexion du faisceau de façon telle qu'elles engendrent dans cette direction un excès d'éclairement ou une saturation des couleurs de ces longueurs d'ondes lumineuses. suivant une autre forme de réalisation avantageuse, la configuration du réseau d'interférences est telle que lorsqu'un faisceau de lumière dirigée est orienté vers ledit document, ce faisceau traverse ledit réseau et la couche transparente, une partie au moins des longueurs d'ondes réfléchies par le support imprimé étant déviées de leur trajet normal lorsque ces longueurs d'ondes luminueuses retraversent le réseau d'interférences ;
de cette façon
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l'image du document réfléchie dans la direction normale de réflexion est dépourvue sur tout ou partie de sa surface des couleurs correspondant aux longueurs d'ondes lumineuses déviées.
Le document suivant l'invention comporte de préférence à sa surface plusieurs grilles d'interférences aptes à interférer avec des longueurs d'ondes lumineuses distinctes.
Ce document peut également comporter à sa surface plusieurs réseaux d'interférences orientés différemment les uns par rapport aux autres de sorte que les longueurs d'ondes lumineuses avec lesquelles ces différents réseaux sont aptes à interférer sont orientées dans des directions différentes.
Un avantage du procédé suivant l'invention est qu'il s'applique en principe à tous les modèles de photocopieuses couleur existant sur le marché.
Un autre avantage est que le réseau d'interférences utilisé pour protéger les documents est infiniment moins complexe qu'une image holographique classique et qu'il est donc beaucoup moins sensible à la dégradation que d'autres procédés utilisant les hologrammes.
Un autre avantage est que le réseau d'interférences est peu visible sous une lumière normale, et qu'il n'interfère donc pas avec l'examen visuel des caractéristiques imprimées du document.
Un autre avantage est que le réseau est néanmoins facile à mettre en évidence et peut servir à authentifier le document.
Un autre avantage est que le procédé peut être appliqué à tout document dont il ne peut exister qu'une pièce"authentique" (documents d'identité, titres etc.).
Le but de l'invention est non pas de munir le document à protéger d'un hologramme (ou assimilé) très repérable permettant au public d'attester l'authenticité du dit document, mais au contraire d'obtenir un hologramme
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d'une relative discrétion, sur base transparente et n'altérant pas la lisibilité du graphisme sous-jacent. C'est lors de la reproduction, et notamment de la photocopie, faisant nécessairement appel à un éclairage fortement directionnel, que la présence du hologramme se révèle, fournissant sur la reproduction une tâche de couleur permanente qui perturbe l'apparence générale du document.
D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront de la description de formes de réalisation particulières ci-après, référence étant faite aux dessins dans lesquels :
La Fig. 1 est une vue schématique du montage utilisé pour la réalisation de franges d'interférences par holographie.
Les Fig. 2a-e sont des vues schématiques en coupe d'étapes de réalisation d'une matrice pour l'embossage de la couche revêtant le document à protéger.
La Fig. 3 est une vue schématique en coupe du principe de fonctionnement d'un document suivant l'invention protégé"par réflexion".
La Fig. 4 est une vue schématique en coupe du principe de fonctionnement d'un document suivant l'invention protégé"par transmission".
La Fig. 1 montre un schéma de montage utilisé pour la réalisation par holographie d'un réseau d'interférences tel qu'utilisé dans l'invention.
Ce montage permet de fixer sur une couche de matériau photo-polymérisable 1 les franges d'interférences de deux faisceaux lumineux 2,3.
Le matériau photo-polymérisable ("photo-resist"), additionné d'un solvant, est coulé en couche mince sur une plaque-support en verre 4. Après séchage, on obtient une couche sensible à la lumière (entre 340 et 500 nm), à haut degré de résolution (supérieur à 1500 traits/mm) et d'environ 1 m d'épaisseur. Un réseau d'interférences est obtenu en exposant la surface sensible 1 à deux faisceaux
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de lumière 2,3 obtenus à partir d'un flux de lumière cohérente émis par un laser 5.
Dans les conditions adoptées lors de la mise au point du procédé, on a utilisé un laser à argon ionisé émettant une longueur d'onde de 457,9 nm pour une puissance mesurée de 75 mW. Ces valeurs sont bien sûr données à titre indicatif et elles peuvent être adaptées en fonction de la nature et de l'épaisseur de la surface sensible, ainsi qu'en fonction de la longueur d'onde désirée.
Le flux émis par le laser 5 est dirigé sur un miroir semi-transparent 6 où il est divisé en deux flux partiels 7,8. On fait converger ces deux flux partiels 7,8 à l'aide de miroirs 9. Chaque flux partiel 7,8 passe ensuite au-travers d'un filtre spatial 10 et est étalé de façon à illuminer l'ensemble de la couche sensible 1.
Chacun des deux flux 2,3 est projeté sur la couche sensible 1 sous un angle de 15 par rapport à la perpendiculaire, les deux flux forment entre eux un angle de 30 .
En chaque point de la couche sensible aboutissent donc deux rayons de lumière cohérente qui interfèrent entre eux, et c'est donc leur résultante qui impressionne plus ou moins la couche 1 en ce point. Chaque point forme avec les points voisins ayant subi une illumination comparable une sorte de trame ou grille d'interférences.
Après passage dans un bain révélateur, la couche montre un effet un fin réseau en relief de creux et de réserves.
Le temps de développement est calculé de façon à rendre un contraste maximum, ce qui permet d'obtenir un relief bien marqué.
L'holographie est une méthode pratique et fiable pour obtenir un tel réseau d'interférences mais il est évident que l'on pourrait également utiliser d'autres méthodes (calcul numérique, gravure laser etc.).
La Fig. 2 montre les différentes phases
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classiques pour la fabrication d'une matrice utilisée dans le procédé suivant l'invention.
Après révélation et séchage, la couche sensible 1 est placée dans une enceinte sous vide où elle est recouverte d'une mince couche d'aluminium 11 (Fig. 2b).
L'épaisseur de cette couche 11 peut être inférieure à un micromètre (typiquement, de l'ordre de 0,3 m). Cette mince couche conductrice 11 permet de déposer ensuite par électrolyse une couche métallique de forte épaisseur 12 (en Nickel, par exemple) comme montré à la Fig. 2c. Cette couche 12, massive et résistante, est séparée de la couche initiale 1 (Fig. 2d) dont elle garde l'empreinte en négatif.
On utilise cette couche 12 pour réaliser par pressage un nombre quasi illimité de copies du réseau d'interférences initial.
Cette copie s'effectue par exemple en pressent à chaud une feuille de PVC 13a contre la matrice 11-12.
Cette feuille de PVC 13a peut être fixée à la surface d'un document ou être montée sur une structure pelliculaire transférable sur un support par un procédé quelconque, qu'il soit mécanique, chimique ou de contact.
La Fig. 3 est une vue schématique d'une forme de réalisation d'un document protégé 13 suivant l'invention.
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Le document imprimé 13 est recouvert-sur au moins une partie de sa surface-d'un réseau d'interférences 14. Ce réseau d'interférences (ou hologramme) est fixé au document 13 par une couche adhésive transparente 15.
Le document 13-représenté hors d'échelle-est censé être placé en vue d'une reproduction frauduleuse sur le support de reproduction d'une machine à photocopier (non représentée dans son entièreté).
Le faisceau lumineux 16 d'une lampe 17 balaie le document 13 sous un angle y. Ce faisceau lumineux 16, après avoir traversé le réseau d'interférences 14 et la couche transparente 15, atteint le support imprimé du document 13
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qui le renvoit de façon diffuse.
La composante 18 de cette lumière réfléchie est normalement recueillie par un dispositif de captation ou de renvoi de l'image (symbolisé par le rectangle 19). Suivant le principe de fonctionnement et la géométrie de la photocopieuse, le dispositif 19 peut être par exemple un système optique mobile renvoyant l'image du document vers un élément sensible (tambour ou autre) ou un élément de lecture de l'image.
L'image ainsi recueillie est alors transférée sur un support de reproduction (non représenté).
Dans le présent cas, lorsque le faisceau de lumière incidente 16 atteint le réseau d'interférences 14, certaines longueurs d'ondes lumineuses 20 interfèrent avec ce réseau 14 et sont renvoyées directement dans la direction du dispositif 19 de captation ou de renvoi de l'image.
Ces ondes lumineuses 20 ne sont porteuses d'aucune information : elles viennent simplement se superposer à la composante 18, la saturent et provoquent l'apparition de taches lumineuses erratiques dans la direction du dispositif 19.
Le faisceau 16 étant formé de lumière non-cohérente, chaque longueur d'onde est réfléchie de façon différente par le réseau d'interférences 14.
Ces taches colorées constituent un effet dissuasif pour les personnes tentées de reproduire indûment un document 13. Une image ainsi maculée se différencie en effet très aisément d'un document original.
La Fig. 4 illustre une autre façon de protéger un document 13 suivant l'invention. Le réseau d'interférences 14 agit ici par transmission. Le faisceau de lumière incidente 16 émis par la lampe 17 d'une photocopieuse atteint le réseau d'interférences 14 sous un angle 0, le traverse, de même qu'il traverse la couche transparente 15, en subissant une réfraction négligeable, et atteint le document imprimé 13. Le rayon 16 est réfléchi de façon
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diffuse. La composante 18 de ce rayonnement réfléchi, censée atteindre le dispositif de captation ou de renvoi de l'image 19, n'attient ce dispositif 19 que partiellement.
En effet, certaines longueurs d'ondes lumineuses, lorsqu'elles retraversent le réseau d'interférences, sont déviées d'un angle y. Si l'angle y est faible ces images déviées frapperont donc le dispositif 19 à un endroit inadéquat, provoquant l'apparition d'images secondaires aberrantes ou bien si par contre, comme représenté à la Fig. 4, l'angle y est suffisamment important, les images formées sont envoyées à l'écart du dispositif 19, qu'elles n'atteignent donc pas.
La copie frauduleuse d'un tel document 13 comportera donc des taches noires (absence totale de lumière en certains points) ou colorées (absence de certaines composantes chromatiques en certains points) ou des fantômes (décalage de l'image suivant la couleur).
Dans tous les cas évoqués, le but de l'invention est atteint puisqu'une copie frauduleuse du document 13 est clairement différenciable du document original.
La présence de taches noires ou de couleurs diverses empêche de surcroît un éventuel maquillage de la copie frauduleuse.
Il va de soi que le procédé et le document protégé peuvent être exécutés en faisant varier un grand nombre de facteurs. Suivant la géométrie plus particulière de certaines photocopieuses, suivant la couleur des documents ou de leur impression, on sera amené à choisir une grille d'interférences répondant à des caractéristiques plus particulières (déviation de certaines longueurs d'ondes précises). Il va de soi que le document lui-même peut être adapté (couleurs dominantes, encre d'impression choisie préférentiellement dans une gamme chromatique interférant particulièrement avec le réseau d'interférences utilisé) pour rendre la protection plus adéquate.
Un document à protéger peut aussi comporter plusieurs grilles distinctes
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accolées ou confondues de façon à élargir la protection à une large variété de longueurs d'ondes lumineuses.
Pour obtenir une protection uniforme, quelle que soit la position du document, par rapport à la photocopieuse, on peut placer sur la surface du document des grilles d'interférences orientées de façon différentes les unes par rapport aux autres.
Enfin, pour rendre l'examen du document plus aisé, on peut limiter l'apposition de la protection à quelques bandes ou à des pastilles disposées à la surface du billet, l'examen de ces bandes ou pastilles suffisant à établir si l'on se trouve ou non en présence d'un original (surface moirée) ou d'une copie frauduleuse (surface blanche ou colorée). On peut également obtenir une focalisation sur des parties préférentielles du document (bordure par exemple), ce qui facilite le dépistage de copies frauduleuses.