Arrière-plan de l'invention La présente invention concerne les documents électroniques tels que les cartes à puce par exemple et porte plus particulièrement sur le contrôle de l'alimentation électrique d'un sous-système électronique dans de tels documents électroniques.
L'invention s'applique en particulier, mais non exclusivement, au contrôle de l'alimentation électrique d'un sous-système électronique comprenant un capteur bionnétrique dans un document électronique tel qu'une carte à puce par exemple, l'alimentation électrique étant délivrée par une batterie du document électronique. Les cartes à puce sont aujourd'hui utilisées dans de nombreux domaines d'application. Elles sont notamment destinées à réaliser des opérations bancaires, téléphoniques, d'identification et/ou d'authentification... Ces opérations peuvent être réalisées soit en insérant la carte dans un lecteur (mode avec contact), soit à distance (mode sans contact) par couplage électromagnétique, généralement de type inductif, entre une borne d'émission-réception et une carte à puce placée dans la zone d'action de la borne. De façon connue, les cartes à puce aptes à fonctionner en mode sans contact sont munies d'une antenne radiofréquence intégrée dans la carte. Les échanges d'informations avec une entité externe (typiquement avec un lecteur sans contact) se font par l'antenne radiofréquence en mode sans contact (e.g. selon ISO 14443).
De telles cartes à puce sont dans certains cas prévues pour fonctionner exclusivement en mode sans contact. En revanche, lorsque ces carte à puce sont capables de fonctionner également en mode avec contact (e.g. selon ISO 7816-2) en utilisant cette fois les contacts externes d'un module électronique (ou transpondeur) intégré dans la carte, on parle de « cartes à puces mixtes » (appelées aussi carte « dual interface » ou carte à double interface de communication). Afin de sécuriser les documents électroniques tels que les cartes à puces par exemple, divers dispositifs de sécurité ont été développés depuis ces dernières années. Une attention particulière s'est portée sur la manière d'intégrer au mieux ces dispositifs de sécurité dans les cartes à puce de sorte à assurer une bonne ergonomie pour l'utilisateur tout en garantissant une fabrication la plus économique et optimisée possible.
De nouvelles cartes à puce, dites cartes intelligentes, ont récemment vu le jour, ces cartes intégrant par exemple un capteur biométrique pour sécuriser les transactions réalisées avec ce type de carte. Les données biométriques de l'utilisateur acquises à l'aide du capteur biométrique sont traitées par la carte à puce de façon à déterminer si l'utilisateur est authentique ou non. L'intégration dans des cartes à puce d'un sous-ensemble électronique comprenant par exemple un capteur biométrique pose toutefois certains problèmes. Un capteur biométrique, et plus généralement le sous-système électronique incluant un tel capteur, nécessitent une alimentation électrique non négligeable pour pouvoir fonctionner. Dans le cas d'une carte à puce mixte, il est possible d'utiliser les contacts externes pour délivrer l'alimentation électrique requise au sous-système électronique, en particulier au moment d'une transaction avec un terminal externe. L'utilisation des contacts externes pour alimenter le sous-système électronique n'est cependant pas toujours possible ou même souhaitable. En outre, les cartes à puce destinées à fonctionner exclusivement en mode sans contact ne disposent pas de tels contacts externes. Il est par ailleurs connu d'utiliser l'antenne radiofréquence d'une carte à puce apte à fonctionner en mode sans contact pour collecter par induction l'énergie électrique nécessaire pour alimenter électriquement un capteur biométrique. Toutefois, les capacités de l'antenne radiofréquence de la carte à puce ne sont généralement pas suffisantes pour répondre aux besoins en alimentation électrique du sous-système incluant le capteur biométrique. Il existe donc un besoin pour une solution permettant d'alimenter électriquement de façon efficace un sous-système électronique intégré dans un document électronique tel qu'une carte à puce par exemple, ce sous-système comprenant par exemple un capteur biométrique. Objet et résumé de l'invention A cet effet, la présente invention prévoit un document électronique comprenant : une première antenne radiofréquence ; une première unité de traitement apte à coopérer en mode sans contact avec un terminal externe au document électronique en utilisant la première antenne radiofréquence ; un sous-système électronique ; - une batterie apte à alimenter électriquement le sous-système électronique ; et une unité de contrôle comprenant : o une deuxième antenne radiofréquence ; et o une deuxième unité de traitement apte, à partir d'un signal radiofréquence reçu par la deuxième antenne radiofréquence, à activer l'alimentation électrique du sous-système électronique par ladite batterie. Le dispositif électronique est par exemple une carte à puce.
L'intégration d'une batterie dans le dispositif électronique permet avantageusement de délivrer l'alimentation électrique adéquate au sous-ensemble électronique. Par ailleurs, la présente invention est avantageuse ce qu'elle permet de contrôler l'alimentation électrique délivrée par la batterie de la carte à puce au sous-système électronique par un couplage électromagnétique entre un lecteur externe (de type RFID ou NFC par exemple) et le dispositif électronique de l'invention. L'alimentation électrique du sous-système électronique peut avantageusement être activée automatiquement lorsque la carte à puce arrive à proximité du lecteur et ce, sans intervention humaine supplémentaire de la part de l'utilisateur. L'invention permet ainsi de s'affranchir de l'utilisation d'un bouton tel que décrit ci- avant en référence aux figures 1 et 2, et donc surmonter les inconvénients et problèmes associés (cf. les explications détaillées ci-après). L'invention apporte en particulier un gain en ergonomie d'utilisation pour l'utilisateur. Par ailleurs, la fabrication de la carte à puce est simplifiée du fait qu'il n'est pas nécessaire d'y intégrer un tel bouton physique. Il est notamment possible de gagner de l'espace dans des documents électroniques tels que les cartes à puce dont la taille est par nature réduite. De plus, l'invention permet d'économiser de façon optimale la charge de la batterie de la carte à puce dans la mesure où il est possible d'activer l'alimentation électrique que lorsque cela est nécessaire, c'est-à-dire lorsque le sous-système électronique est susceptible d'être utilisé (typiquement lorsque la carte à puce se trouve dans la zone d'action d'un lecteur). L'invention permet en particulier d'éviter que l'utilisateur n'active le sous-système électronique à un moment inapproprié, par exemple par appui involontaire sur le bouton. Selon un mode de réalisation particulier, la deuxième unité de traitement est apte à activer ladite alimentation électrique du sous-système électronique en utilisant l'énergie électrique induite dans la deuxième antenne radiofréquence par le signal radiofréquence reçu. Selon un mode de réalisation particulier, le document électronique comprend un commutateur apte à commuter entre un état bloquant dans lequel le commutateur bloque ladite alimentation électrique du sous-système électronique et un état passant dans lequel le commutateur autorise ladite alimentation électrique du sous-système électronique ; ladite deuxième unité de traitement étant apte à configurer le commutateur dans l'état passant à partir dudit signal radiofréquence reçu afin d'activer ladite alimentation électrique du sous-système électronique par la batterie. Selon un mode de réalisation particulier, la deuxième unité de traitement comprend : un premier circuit apte à générer, à partir du signal radiofréquence reçu par la deuxième antenne radiofréquence, une impulsion électrique présentant à un niveau haut une tension maximale qui est fonction de la distance séparant le document électronique et une source radiofréquence dont provient le signal radiofréquence ; un deuxième circuit apte : o à recevoir l'impulsion électrique ; o à traiter ladite impulsion électrique de sorte à fixer la tension maximale au niveau haut de l'impulsion électrique à une valeur de tension prédéterminée adaptée à des niveaux logiques imposés par le commutateur, ladite valeur de tension prédéterminée étant fixée à partir d'une tension délivrée par la batterie ; et o à transmettre, en tant que signal d'activation, ladite impulsion électrique traitée au commutateur.
Selon un mode de réalisation particulier, l'impulsion électrique transmise au commutateur en tant que signal d'activation est configurée pour entraîner l'activation de l'alimentation électrique du sous-système électronique par la batterie pendant suffisamment de temps pour permettre au sous-système électronique de s'initialiser. Selon un mode de réalisation particulier, le sous-système électronique est un sous- système de capture bionnétrique apte à acquérir des données biométriques d'un utilisateur et à transmettre les données biométriques à la première unité de traitement, dans lequel, une fois initialisé, le sous-système électronique est configuré pour maintenir à l'état passant le commutateur jusqu'au moins ladite transmission des données biométriques à la première unité de traitement.
Selon un mode de réalisation particulier, le commutateur comprend un régulateur apte à réguler en tension l'alimentation électrique fournie par la batterie et à délivrer l'alimentation électrique régulée au sous-système électronique lorsque le commutateur est à l'état passant. Selon un mode de réalisation particulier, la deuxième antenne radiofréquence est distincte de la première antenne radiofréquence. Ces deux antennes radiofréquence sont de préférence calées sur des fréquences différentes, ce qui permet notamment d'éviter toutes interférences indésirables vis-à-vis de la première unité de traitement. De plus cela permet de faire en sorte qu'un lecteur spécifique, par exemple par bluetooth, active la première antenne radiofréquence. Selon un mode de réalisation particulier, la deuxième unité de traitement est distincte de la première unité de traitement. Selon un mode de réalisation particulier, la deuxième antenne radiofréquence est adaptée à recevoir le signal radiofréquence lorsque ledit document électronique pénètre dans une zone active du terminal externe. Selon un mode de réalisation particulier, le sous-système électronique comprend au moins l'un parmi : - un écran d'affichage ; une unité d'interface permettant une interaction entre un utilisateur et ledit document électronique ; et - un capteur biométrique.
Selon un mode de réalisation particulier, le sous-système électronique comprend un capteur biométrique et une troisième unité de traitement apte à traiter des données transmises par le capteur biométrique afin d'obtenir des données biométriques, et dans lequel la première antenne radiofréquence, la deuxième antenne radiofréquence, le commutateur et la troisième unité de traitement sont disposés sur ou 20 dans un même substrat du document électronique. Il est en particulier avantageux de réaliser les première et deuxième antennes radiofréquences sur le même substrat afin de faciliter l'assemblage des différentes couches et de faciliter la connexion électrique entre les différents composants. Selon un mode de réalisation particulier, le sous-système électronique comprend au 25 moins un capteur biométrique, dans lequel, lorsqu'il est alimenté électriquement, le capteur biométrique est apte à recevoir des données biométriques permettant la réalisation d'une authentification, la première unité de traitement étant apte à réaliser ou à poursuivre une transaction en mode sans contact avec le terminal externe en utilisant la première antenne 30 radiofréquence seulement si le résultat de l'authentification est positif. Selon un mode de réalisation particulier, le document électronique est une carte à puce. Corrélativement, l'invention prévoit un procédé de contrôle d'un document électronique comprenant : 35 - une première antenne radiofréquence ; - une première unité de traitement apte à coopérer en mode sans contact avec un terminal externe au document électronique en utilisant la première antenne radiofréquence ; - un sous-système électronique ; - une batterie apte à alimenter électriquement le sous-système électronique ; et une unité de contrôle comprenant une deuxième antenne radiofréquence et une deuxième unité de traitement ; le procédé comprenant : - la réception par la deuxième antenne radiofréquence d'un signal radiofréquence ; et - l'activation par l'unité de contrôle, à partir du signal radiofréquence reçu, de l'alimentation électrique du sous-système électronique par ladite batterie. Les modes de réalisation définis ci-avant pour le dispositif électronique de l'invention s'appliquent de manière analogue au procédé de contrôle de l'invention.
Selon un mode de réalisation particulier, le signal radiofréquence est reçu depuis le terminal externe communiquant en mode sans contact avec la première antenne radiofréquence dudit document électronique. Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent des exemples de réalisation dépourvus de tout caractère limitatif. Sur les figures: la figure 1 représente de manière schématique un exemple d'architecture matérielle d'une carte à puce comportant un bouton physique pour activer l'alimentation d'un sous-système de la carte ; la figure 2 représente un exemple de réalisation de la carte à puce de la figure 1 la figure 3 représente de manière schématique, l'architecture matérielle d'une carte à puce conforme à un mode de réalisation particulier de l'invention ; la figure 4 représente un exemple de réalisation particulier de la carte à puce illustrée en figure 3 ; la figure 5 représente, sous forme d'un organigramme, un procédé de contrôle mis en oeuvre par la carte à puce de la figure 3 conformément à un mode de réalisation particulier de l'invention ; la figure 6 représente un exemple de réalisation de la deuxième unité de traitement contenue dans la carte à puce illustrée en figure 3, conformément à un mode de réalisation particulier ; - la figure 7 représente schématiquement des exemples de courbes de signal représentatives des signaux obtenus en fonctionnement à différents noeuds du circuit de la deuxième unité de traitement illustrée en figure 6, conformément à un mode de réalisation particulier ; et la figure 8 représente schématiquement des exemples de courbes de signal représentatives des signaux obtenus en fonctionnement en différents points du circuit de la carte à puce illustrée en figure 3, conformément à un mode de réalisation particulier. Description détaillée de plusieurs modes de réalisation Comme déjà indiqué, la présente invention concerne les documents électroniques tels que les cartes à puce par exemple et porte plus particulièrement sur le contrôle de l'alimentation électrique d'un sous-système électronique dans de tels documents électroniques. L'invention s'applique en particulier, mais non exclusivement, au contrôle de l'alimentation électrique d'un capteur biométrique, ou plus généralement d'un sous- système électronique comprenant un tel capteur biométrique, dans un document électronique tel qu'une carte à puce par exemple, l'alimentation électrique étant délivrée par une batterie embarquée dans le document électronique. Par souci de simplicité, les exemples de réalisation de l'invention qui sont décrits dans le présent exposé portent plus spécifiquement sur une carte à puce destinée à fonctionner exclusivement en mode sans contact, par exemple selon la norme ISO 14443. Cette carte à puce est par exemple conforme à la norme ISO 7816. On comprendra toutefois que l'invention s'applique également aux cartes à puce mixtes (de type dual interface) et, plus généralement, à un quelconque document électronique apte à fonctionner en mode sans contact à l'aide d'une antenne radiofréquence. Un document électronique au sens de l'invention peut être par exemple un document identitaire électronique tel qu'un passeport électronique par exemple. L'invention s'applique en particulier, mais de façon non limitative, à une carte à puce comprenant un module électronique RFID apte notamment à communiquer en mode sans contact par radiofréquence selon la norme ISO 14 443 avec un lecteur RFID, par exemple 35 à une fréquence de 13,56MHz.
En outre, toujours par souci de simplicité, les exemples de réalisation qui suivent considèrent le cas où l'on délivre de façon contrôlée une alimentation électrique à un sous-système électronique comprenant un capteur biométrique intégré dans la carte à puce. On comprendra toutefois que l'invention s'applique plus généralement à l'alimentation électrique contrôlée d'un sous-système électronique quelconque inclus dans un document électronique tel qu'une carte à puce par exemple. Sauf indications contraires, les éléments communs ou analogues à plusieurs figures portent les mêmes numéros de références et présentent des caractéristiques identiques ou analogues, de sorte que ces éléments communs ne sont généralement pas à nouveau décrits par souci de simplicité. Les figures 1 et 2 représentent une carte à puce 2 apte à coopérer en mode sans contact avec une entité externe tel qu'un terminal (ou lecteur) 4 par exemple. La carte à puce 2 comprend un bouton 6, un commutateur 8, une batterie 10, un sous-système électronique 12, une unité de traitement prenant ici la forme d'une puce radiofréquence (RF) 15, et une antenne RF 16. Dans cet exemple, la batterie 10 est destinée à alimenter électriquement le sous-système électronique 12. Le sous-système électronique 12, comprenant dans cet exemple un capteur biométrique 13 et une unité de traitement 14, est apte à acquérir des données biométriques de l'utilisateur permettant de déterminer par la suite si l'utilisateur est authentique ou non. Dans l'affirmative, la puce RF 15 peut coopérer en mode sans contact avec le terminal externe 4 en utilisant l'antenne RF 16. L'intégration d'une batterie dans la carte à puce permet avantageusement de délivrer l'alimentation électrique adéquate au sous-ensemble électronique 12. Toutefois, les capacités de stockage de la batterie 10 sont par nature limitées. Il est donc primordial de contrôler efficacement l'alimentation électrique délivrée par la batterie 10 afin d'économiser la charge de la batterie et ainsi optimiser la durée de fonctionnement de la carte à puce 2. Dans l'exemple envisagé en figure 1, l'unité de traitement 14 du sous-ensemble électronique 12 est destinée à obtenir des données biométriques à partir d'une capture faite par le capteur biométrique 13, à traiter ces données le cas échéant, et à les transmettre à la puce RF 14. Par ailleurs, la carte à puce 2 est pourvue ici d'un bouton 6 (ou actionneur) de type quelconque que l'utilisateur peut actionner afin d'activer quand nécessaire l'alimentation électrique du sous-système électronique 12 par la batterie 10. Dans cet exemple, le 35 bouton 6 commande un commutateur 8 pouvant prendre soit un état dit bloquant dans lequel l'alimentation électrique du sous-système électronique 12 par la batterie 10 est bloquée, soit un état dit passant dans lequel ladite alimentation électrique est activée. En cours d'utilisation, l'utilisateur peut utiliser la carte à puce 2 de la manière suivante : L'utilisateur presse le bouton 6 pour initier une authentification biométrique à l'aide du capteur biométrique 13. En pressant le bouton 6, l'utilisateur active l'alimentation électrique du sous-système électronique 12 par la batterie 10. L'utilisateur presse par exemple le bouton 6 lorsque l'utilisateur s'approche du terminal externe 4 et s'apprête à réaliser une transaction en mode sans contact avec ledit terminal. L'utilisateur réalise l'authentification biométrique à l'aide du capteur biométrique 13 (l'utilisateur appose par exemple un doigt sur un capteur d'empreinte digitale). Lorsque la carte à puce 2 a pénétré dans la zone d'action du terminal externe 4, et dans l'hypothèse où l'authentification réalisée par la puce RF 14 sur la base des données biométriques transmises par le capteur biométrique 12 est positive, une transaction en mode sans contact est réalisée par la puce RF 14 avec le terminal 4 via l'antenne RF 16. L'utilisation du bouton 6 permet avantageusement de limiter la consommation de la batterie 10 et ainsi de prolonger la durée de vie de la carte à puce 2. Toutefois, l'utilisation d'un tel bouton n'est pas toujours ergonomique pour l'utilisateur, en particulier s'il est nécessaire que celui-ci appose son doigt sur un capteur d'empreinte digitale tout en maintenant la pression sur le bouton 6. De plus, presser un bouton pour activer le sous-ensemble électronique comprenant le capteur biométrique constitue une contrainte d'utilisation qui n'est pas toujours souhaitable pour l'utilisateur. Mise à part l'inconvénient pratique pour l'utilisateur, ce dernier n'appuie pas nécessairement au bon moment sur le bouton de sorte que l'utilisation de la batterie n'est pas toujours optimale. Il s'ensuit une perte de durée de vie de la carte à puce.
A noter par ailleurs que l'intégration d'un tel bouton dans une carte à puce complexifie dans une certaine mesure la fabrication et l'assemblage de la carte à puce. Il est donc souhaitable de mettre au point une autre solution qui ne requiert pas l'intégration d'un actionneur mécanique quelconque (type bouton par exemple) dans la carte à puce.
La figure 2 représente un exemple de réalisation de la carte à puce 2. Dans cet exemple, le corps de carte 18 de la carte à puce 2 comprend un substrat 20 sur (ou dans) lequel sont disposés le commutateur 8, les unités de traitement 14 et 15, et l'antenne RF 16. Le bouton 6 occupe par ailleurs une place importante et ne peut être intégré au substrat 16, ce qui complexifie sensiblement la fabrication de la carte à puce 2.
La présente invention vise notamment à pallier les différents inconvénients et problèmes évoqués précédemment dans ce document. Une carte à puce 30 conforme à un mode de réalisation particulier de l'invention est à présent décrite en référence aux figures 3 et 4. La carte à puce 30 est ici apte à coopérer en mode sans contact avec un terminal (ou lecteur) externe 32, de type RFID ou NFC par exemple. La carte à puce 30 comprend une unité de contrôle 31, un commutateur 40, une batterie 42, un sous-ensemble électronique 44, une unité de traitement 48 et une antenne RF 56. L'unité de contrôle 31 comprend une antenne RF 36 couplée à une unité de traitement 38, cette unité de contrôle 31 étant apte à contrôler l'alimentation électrique 43 du sous-système électronique 44 par la batterie 42. Plus précisément, l'antenne RF 36 est apte à recevoir un signal RF 33 en provenance du terminal externe 32 lorsque la carte à puce 30 pénètre dans la zone d'action dudit terminal 32. Ce signal RF 33 est converti par l'antenne RF 36 par induction en un signal électrique 34 qui est transmis à l'unité de traitement 38. L'unité de traitement 38 est apte à traiter ce signal électrique 34 afin de générer en sortie un signal d'activation 35 qui est transmis au commutateur 40. L'unité de traitement 38 est ainsi apte, à partir du signal RF 33 reçu par l'antenne RF 36, de commander l'état dans lequel se trouve le commutateur 40 et, par conséquent, d'activer ou non l'alimentation électrique 43 du sous-système électronique 44 par la batterie 42. Un exemple de réalisation du traitement réalisé par l'unité de traitement 38 pour générer le signal d'activation 35 sera décrit plus en détail ultérieurement en référence aux figures 6 et 7.
Le commutateur 40 permet d'autoriser ou non l'alimentation électrique 43 du sous- ensemble électronique 44 par la batterie 42. Le contrôle du commutateur 40 sur l'alimentation 43 du sous-système 44 par la batterie 42 est représenté par la flèche 41 en figure 3. Lorsque l'alimentation électrique 43 est activée, le sous-système électronique 44 est alimenté de sorte que l'unité de traitement 46 et le capteur biométrique 45 associé puissent fonctionner.
Plus précisément, dans cet exemple, le commutateur est apte à commuter entre un état dit « bloquant » dans lequel le commutateur 40 bloque l'alimentation électrique 43 du capteur biométrique 44 et un état dit « passant » dans lequel commutateur 40 active (ou autorise) l'alimentation électrique 43 du capteur biométrique 44. Le signal d'activation 35 fourni par l'unité de contrôle 31 permet ainsi de contrôler l'état du commutateur 40 et, par conséquent, la fourniture de l'alimentation électrique 43 jusqu'au sous-système électronique 44. Le commutateur 40 peut par exemple être un transistor approprié apte à réaliser la commutation évoquée ci-dessus. Le commutateur 40 est par exemple un transistor qui ne 10 consomme pas de courant en mode bloquant. Dans un exemple particulier, le commutateur 40 comprend un régulateur apte à réguler en tension l'alimentation électrique 43 fournie par la batterie 42 et à délivrer l'alimentation électrique régulée au sous-système électronique 44 lorsque le commutateur 40 est à l'état passant. 15 Le sous-système électronique 44 peut ainsi être activé de façon contrôlée par couplage électromagnétique à partir du signal RF 33 reçu depuis le terminal 32. Comme déjà indiqué, d'autres exemples de « sous-ensemble électroniques » au sens de l'invention comprenant ou non un capteur biométrique peuvent toutefois être envisagés. La batterie 42 peut par ailleurs être une quelconque source d'alimentation continue 20 embarquée dans la carte à puce 30. Le sous-ensemble électronique 44 est ici apte à réaliser l'acquisition de données biométriques 45 représentatives d'une composante biologique d'un utilisateur de la carte à puce 30. Cette composante biologique est par exemple relative à une empreinte digitale, à une signature oculaire et/ou à une signature vocale d'un l'utilisateur. On 25 envisagera ici à titre d'exemple non limitatif le cas où le capteur biométrique 45 est un capteur d'empreinte digitale. Plus particulièrement, dans l'exemple envisagé ici, l'unité de traitement 46 est apte à recevoir les données biométriques 47 acquises par le capteur biométrique 45, à traiter le cas échéant les données biométriques 47, et à transmettre ces données 47 à l'unité de 30 traitement 48. Par ailleurs, dans l'exemple décrit, le sous-système 44 (et plus particulièrement l'unité de traitement 46) est également apte à générer un deuxième signal d'activation 59 qui est transmis au commutateur 40. Le signal d'activation 59 permet, de la même manière que le signal d'activation 35, de contrôler l'état (passant ou bloquant) dans lequel se trouve le 35 commutateur 40.
Dans l'exemple considéré ici, le commutateur 40 est à l'état passant dès qu'il reçoit au moins l'un des signaux d'activation 40, 59 commandant le passage du commutateur 40 à l'état passant. La mise en oeuvre du contrôle du commutateur 40 par le sous-système 44 à l'aide du signal d'activation 59 n'est toutefois pas obligatoire pour réaliser l'invention.
Dans cet exemple, l'unité de traitement 48 comprend un microprocesseur (ou microcontrôleur) 49, par exemple de type RFID ou NFC, des données biométriques de référence 50 stockées dans une mémoire, un programme d'ordinateur PG stocké dans une mémoire 52, et un module de communication RF 54 apte à échanger des données en mode sans contact avec le terminal 32 en utilisant l'antenne RF 56 de la carte à puce 30.
Dans l'exemple considéré ici, l'unité de traitement 49 est apte à traiter les données biométriques 47 transmises par le sous-système électronique 44 afin de réaliser en particulier une authentification. Typiquement, cette authentification est réalisée en comparant les données biométriques 47 reçues (et éventuellement traitées par la suite par le microprocesseur 49) et les données biométriques de référence 50 stockées au préalable dans une mémoire de l'unité de traitement 48. Si le microprocesseur 48 détermine qu'il y a correspondance entre les données biométriques 47 et 50, le résultat de l'authentification est positif (l'utilisateur est authentifié avec succès). En cas de résultat positif de l'authentification, le microprocesseur 48 initie (ou poursuit, selon le cas) une transaction en mode sans contact en coopération avec le terminal 32 en utilisant l'antenne RF 56. Dans cet exemple, le module de communication RF 54 se charge d'échanger via l'antenne RF 56 des données 57 avec le terminal externe 32 lors de la transaction. La réalisation de l'authentification à partir des données biométriques est réalisée dans cet exemple par le microprocesseur 49 en exécutant le programme d'ordinateur PG stocké dans la mémoire 52. La figure 4 représente un exemple de fabrication de la carte à puce 30 décrite ci-avant en référence à la figure 3. Comme illustré en figure 4, le corps 60 de la carte à puce 30 comprend un substrat 62 (par exemple de type PCB pour « Printed Circuit Board ») dans ou sur lequel sont disposés l'unité de contrôle 31 (incluant l'antenne RF 36 et l'unité de traitement 38), le commutateur 40, l'unité de traitement 46 du sous-système électronique 44, et l'antenne RF 56. L'unité de traitement 38 peut prendre la forme d'une puce électronique ou encore d'un ensemble de composants discrets montés sur le substrat 62. L'unité de traitement 48 prend ici la forme d'une puce RF.
Le capteur biométrique 45 du sous-ensemble électronique 44 et la batterie 42 sont ici aménagés dans le corps de carte 60 hors du substrat 62. On comprendra que d'autres variantes de fabrication de la carte à puce 30 sont toutefois envisageables. En particulier, dans le cas où la carte à puce 30 est de type mixte (dual interface), l'unité de traitement 48 peut être disposée hors du substrat 62, typiquement dans un module électronique assemblé au corps de carte 60 de sorte que les contacts externes du module soient accessibles par un lecteur de carte externe. Bien que cela ne soit pas obligatoire, il est avantageux de réaliser les deux antennes RF 36, 56 sur le même substrat 62 afin de faciliter l'assemblage des différentes couches et de faciliter la connexion électrique entre les différents composants. Les antennes RF 36 et 56 sont de préférence réalisées par gravure, la bonne maîtrise de cette technologie offrant une bonne qualité de fabrication. Alternativement, il est possible de réaliser au moins l'une des antennes RF 36 et 56 à l'aide d'une technique d'impression appropriée. Les deux antennes RF 36, 56 sont réglées sur la même fréquence ou bien sur des fréquences différentes comme cela sera décrit en détails dans la suite du présent exposé. Dans un exemple particulier, le substrat 62 est en kapton (polymère à base d'imide) ou en PET pour « poly(téréphtalate d'éthylène) ». Le kapton présente l'avantage d'être flexible et de résister aux hautes températures.
De plus, le kapton assure ici une surface lisse au substrat 62 sur laquelle il est plus aisé de graver au moins l'une des antennes RF 36 et 56. Le choix du kapton comme matériau pour le substrat 62 offre une grande précision dans la réalisation des antennes RF et donc un meilleur résultat final. Des résultats satisfaisants peuvent toutefois être obtenus avec un substrat en PET, ce matériau étant par ailleurs plus économique.
Le fonctionnement de la carte à puce 30, et en particulier un procédé de contrôle de ladite carte à puce 30, sont à présent décrits ci-dessous en référence au diagramme de la figure 5 conformément à un mode de réalisation particulier. Lors d'une étape 52, le microprocesseur 49 de la carte à puce 30 obtient des données biométriques de référence 50 et les enregistre dans une mémoire de l'unité de traitement 48. Ces données biométriques de référence sont par exemples représentatives d'au moins une composante biométrique de l'utilisateur de la carte à puce 30 et peut comprendre par exemple une image numérique d'une empreinte digitale de l'utilisateur, une signature représentative de sa voix... Les données de référence 50 sont par exemple reçues par l'unité de traitement 48 depuis l'extérieur de la carte à puce 30. Alternativement, ces données de référence 50 peuvent être acquises lors d'une phase d'initialisation de la carte à puce 30 en utilisant le capteur bionnétrique 45. On suppose dans un premier temps que la carte à puce 30 ne se situe pas dans la zone d'action du terminal externe 32. Dans ce cas, aucun signal RF 33 n'est reçu par l'antenne RF 36 et le commutateur 40 se trouve par défaut à l'état bloquant de sorte qu'il empêche la batterie 42 d'alimenter électriquement le sous-système électronique 44. Ceci s'explique par le fait que, par défaut, l'unité de contrôle 31 (et plus précisément l'unité de traitement 38) n'envoie pas de signal d'activation 35 au commutateur 40 commandant à ce dernier de commuter à l'état passant.
L'unité de contrôle 31 détermine (S4) si un signal RF 33 est reçu par l'antenne RF 36 depuis l'extérieur de la carte à puce 30. Lorsque c'est le cas, l'unité de traitement 38 génère (S6), à partir du signal RF 33 reçu, un signal d'activation 35 qu'elle transmet au commutateur 40. La réception d'un tel signal RF 33 survient typiquement lorsque la carte à puce 30 pénètre dans la zone d'action du terminal 32 (ou plus précisément de sa borne d'émission-réception). La taille de la zone d'action du terminal 32 dépend notamment de la puissance en émission du terminal 32 ainsi que de la puissance requise du signal RF pour que l'unité de traitement 38 puisse traiter le signal RF 33 afin d'obtenir le signal d'activation 35. Un exemple de réalisation de ce signal d'activation 35 est décrit plus en détail ci-20 après en référence aux figures 6 et 7. Sur réception du signal d'activation 35, le commutateur 40 commute (S8) à l'état passant entraînant ainsi l'activation de l'alimentation électrique 43 du sous-système électronique 44 par la batterie 42. Dans l'exemple considéré ici, tant que le signal d'activation 35 est envoyé par l'unité 25 de traitement 38 au commutateur 40, ce dernier reste à l'état passant. D'autres variantes de réalisation sont toutefois envisageables. Plus particulièrement, dans l'exemple considéré ici, le signal d'activation 35 est transmis par l'unité de traitement 38 pendant une durée T35 suffisamment longue pour permettre au sous-système électronique 44 de s'initialiser (S10). Autrement dit : 30 T35 Tinit + Tact59 où Tinit est le temps minimal nécessaire pour que le sous-système électronique 44 s'initialise, T35 est la durée du signal d'activation 35 et Tact59 est le temps de montée (ou de configuration) nécessaire pour l'établissement du signal d'activation 59 commandant le commutateur 40 à l'état passant. 35 Une fois écoulé le temps (noté Tinit + Tact59) nécessaire à l'initialisation du sous- système électronique 44 (et plus particulièrement à l'unité de traitement 46 dans cet exemple) et à l'établissement du signal d'activation 35 pour commander l'état passant du commutateur 40, le sous-système électronique 44 est configuré pour envoyer le signal d'activation 59 qui maintient le commutateur 40 à l'état passant. Le commutateur 40 peut ainsi être maintenu à l'état passant aussi longtemps que nécessaire, c'est-à-dire dans cet exemple au moins jusqu'à ce que l'étape S12 à venir soit achevée. Le signal d'activation 59 prend ainsi le relai vis-à-vis du signal d'activation 35 qui n'est plus nécessaire pour maintenir le commutateur 40 à l'état passant. On réalise ainsi une fonction logique « OU » entre les signaux 35 et 59 comme représenté schématiquement sous la référence OR en figure 3. La sortie de cette fonction contrôle le commutateur 40.
Toujours dans l'exemple envisagé ici, l'unité de traitement 38 cesse d'envoyer le signal d'activation 35 au commutateur 40 une fois le temps Tinit + Tact59 atteint, et ce même si l'antenne RF 36 continue de recevoir le signal RF 33. Des variantes de réalisation sont toutefois envisageables comme décrit ci-après. Comme indiqué précédemment, dans un exemple particulier, le commutateur 40 comprend un régulateur qui régule en tension l'alimentation électrique 43 fournie par la batterie 42 et délivre l'alimentation électrique ainsi régulée au sous-système électronique 44 lorsque le commutateur 40 est à l'état passant. Lors de l'étape S12, l'utilisateur procède à l'acquisition de données biométriques 47 en utilisant le sous-système électronique 44 qui est à présent alimenté et opérationnel.
L'utilisateur appose par exemple un doigt sur le capteur biométrique 45, dans le cas particulier où ce dernier est un capteur d'empreinte digitale. D'autres formes d'acquisition de données biométriques sont toutefois envisageables. L'unité de traitement 46 récupère (S12) ensuite les données biométriques acquises par le capteur biométrique 45, traite (S12) ces données 47 le cas échéant, puis envoie (S12) les envoie à l'unité de traitement 48. L'utilisation faite du sous-système électronique 44 peut naturellement varier selon le cas et dépend en particulier de la nature même du sous-système électronique considéré. Dans un exemple particulier, l'unité de traitement 48 est activée sur réception des données biométriques 47.
Une fois les données biométriques 47 envoyées à l'unité de traitement 48, et sous réserve que le sous-système 47 n'a plus d'utilité immédiate, ce dernier cesse d'envoyer le signal d'activation 59 de sorte que le commutateur 40 repasse à l'état bloquant. Dans ce cas, l'alimentation électrique 43 est coupée et le sous-système électronique 45 est désactivé.
On décrit à présent un exemple de réalisation dans lequel l'unité de traitement 48 détermine si une transaction doit être réalisée ou poursuivie (selon le cas) en fonction des données biométriques 47 reçues en provenance du sous-système électronique 44. A partir des données biométriques 47 reçues, le microprocesseur 49 procède (S14) dans cet exemple à une authentification de l'utilisateur en exécutant le programme PG stockée dans la mémoire 52. Plus précisément, le microprocesseur 49 récupère les données biométriques de référence 50 préalablement stockées (S2) en mémoire et compare ces dernières aux données biométriques 47 fournies par le sous-système électronique 44. Si le processeur 49 détermine qu'il y a correspondance entre les données biométriques 47 et 50, l'authentification est positive et l'unité de traitement 48 passe à l'étape S18. Dans le cas contraire, le traitement prend fin (S16) ou, selon le cas, entreprend un traitement quelconque qui ne sera pas décrit ici. A noter qu'il n'est pas obligatoire d'avoir une identité parfaite entre les données biométriques 47 et les données de référence 50 pour que l'authentification soit positive.
Dans un exemple particulier, l'authentification est positive lorsque le microprocesseur 49 détecte qu'au moins un critère de correspondances prédéterminé entre les données biométriques 47 et 50 est satisfait, le ou les critères appliqués étant fonction de l'algorithme adopté. En cas d'authentification positive, le microprocesseur 49 débute ou poursuit (selon le cas) une transaction en mode sans contact avec le terminal externe 32 en utilisant l'antenne RF 56. La présente invention est avantageuse ce qu'elle permet de contrôler l'alimentation électrique délivrée par la batterie de la carte à puce au sous-système électronique par un couplage électromagnétique entre un lecteur externe (de type RFID ou NFC par exemple) et la carte à puce de l'invention. L'alimentation électrique du sous-système électronique est activée automatiquement lorsque la carte à puce arrive à proximité du lecteur et ce, sans intervention humaine supplémentaire de la part de l'utilisateur. L'invention permet ainsi de s'affranchir de l'utilisation d'un bouton tel que décrit par exemple ci-avant en référence aux figures 1 et 2, et donc surmonter les inconvénients et problèmes associés. L'invention apporte en particulier un gain en ergonomie d'utilisation pour l'utilisateur. Par ailleurs, la fabrication de la carte à puce est simplifiée du fait qu'il n'est pas nécessaire d'y intégrer un bouton physique. Il est notamment possible de gagner de l'espace dans des documents électroniques tels que les cartes à puce dont la taille est par nature réduite.
Comme déjà expliqué, il est par ailleurs avantageux de réaliser les deux antennes RF de la carte à puce sur le même substrat. De plus, l'invention permet d'économiser de façon optimale la charge de la batterie de la carte à puce dans la mesure où l'alimentation électrique n'est activée que lorsque cela est nécessaire, c'est-à-dire lorsque le sous-système électronique est susceptible d'être utilisé (typiquement lorsque la carte à puce se trouve dans la zone d'action d'un lecteur). L'invention permet en particulier d'éviter que l'utilisateur n'active le sous-système électronique à un moment inapproprié, par exemple par appui involontaire sur le bouton. Dans le mode de réalisation décrit ci-avant, l'antenne RF 36 est distincte de l'antenne RF 56. Ces deux antennes RF peuvent être calées sur des fréquences différentes, ce qui permet notamment d'éviter toutes interférences indésirables vis-à-vis de l'unité de traitement 48. De plus cela permet de faire en sorte qu'un lecteur spécifique, par exemple par bluetooth, active l'antenne RF 36. Bien que ce mode de réalisation soit préféré, on peut envisager une variante selon laquelle les antennes RF 36 et 56 sont réglées sur la même fréquence. Il peut aussi être envisagé de réaliser une seule et même antenne RF. Dans ce cas l'antenne unique active alternativement la première unité de traitement 48 ou le sous-système 44 selon un schéma électronique optimisé à la portée de l'homme du métier. Par ailleurs, selon une variante de réalisation, l'unité de traitement 38 et l'unité de traitement 48 peuvent coexister sur une même puce électronique. Un exemple de réalisation et de fonctionnement de l'unité de traitement 38 est à présent décrit en référence aux figures 6 et 7. Dans cet exemple, l'unité de traitement 38 comprend un premier circuit 38a couplé à un deuxième circuit 38b. Le premier circuit 38a est connecté à l'antenne RF 36 de sorte à recevoir en entrée (noeud NA) le signal 34 induit par le signal RF 33 dans l'antenne RF 36. De plus, le premier circuit 38a génère en sortie (noeud NB) un signal intermédiaire SINT prenant la forme d'une impulsion électrique (ou pulse) dont la tension maximale au niveau haut de l'impulsion est fonction de la proximité de la carte à puce 30 avec le terminal externe 32.
Plus précisément, comme représenté en figure 6, le premier circuit 60a comprend ici deux redresseurs 60a et 60b montés en parallèle et connectés chacun au noeud d'entrée NA du premier circuit 38a, ainsi que le transistor Q7 de type NPN. Le premier redresseur 60a comprend la résistance R25, la capacité C17 et la diode Schottky D14. De même, le deuxième redresseur 60b comprend la résistance R26, la capacité C18 et la diode Schottky D16.
Le premier circuit 38a est apte à détecter le signal 34 induit en sortie d'antenne RF 36 (noeud NA) à partir du signal RF 33 provenant du terminal 32. La réponse du deuxième redresseur 60b est retardée dans le temps en raison de la présence du filtre RC 61 formé ici par la capacité C16 et la résistance R24. Le décalage temporel en sortie des redresseurs 60a et 60b permet de créer en sortie NB du premier circuit 38a un signal intermédiaire SINT sous forme d'une impulsion électrique. Or, le niveau haut de cette impulsion électrique est fonction de la proximité de la carte à puce 30 avec le terminal 32 (et donc fonction de la puissance du signal RF 33 reçu). Le deuxième circuit 38b recevant en entrée NB ce signal intermédiaire SINT est destiné à traiter l'impulsion électrique (en particulier à la mettre en forme) de sorte à fixer la tension maximale à son niveau haut à une valeur de tension prédéterminée adaptée aux niveaux logiques imposés par le commutateur, c'est-à-dire apte à modifier l'état du commutateur. Cette valeur de tension prédéterminée est ici fixée à partir de la tension VBAT délivrée par la batterie 42. Le deuxième circuit 38b est outre adapté pour délivrer en sortie (noeud ND), en tant que signal d'activation 35, l'impulsion électrique ainsi traitée au commutateur 40. De manière avantageuse, la valeur maximale du niveau haut de l'impulsion électrique formant le signal d'activation 35 ne dépend pas de la proximité de la carte à puce 30 vis-à-vis du terminal externe 32, sous réserve bien entendu que la carte à puce 30 soit dans la zone d'action du terminal 32. La valeur de la tension maximale au niveau haut de l'impulsion électrique au noeud ND est par exemple égale à la valeur de la tension VBAT ou à une autre valeur de tension obtenue à partir de VBAT. Dans cet exemple de réalisation, le deuxième circuit 38b comprend un transistor Q6 de type NPN dont la base est destinée à recevoir le signal intermédiaire SINT provenant de la sortie NB du premier circuit 38a, les résistances R21 et R22 ainsi que le transistor Q3 de type PNP dont l'émetteur est connecté à VBAT et le collecteur est connecté au noeud de sortie ND du deuxième circuit 38b. La figure 7 représente schématiquement le signal RF 33 reçu en entrée (NA) du premier circuit 38a. Le signal RF 33 est ici formé à titre d'exemple à partir d'un signal sinusoïdal en tension à une fréquence d'environ 13,56 MHz. Le signal RF 33 est reçu à partir de l'instant t1 correspondant à l'entrée de la carte à puce 30 dans la zone d'action du terminal externe 32. Le signal 33 atteint ici un maximum puis diminue progressivement jusqu'à devenir nul à l'instant t4 correspondant au moment où la carte à puce 33 quitte la zone d'action du terminal externe 32.
La détection du signal d'entrée 33 à partir de l'instant t1 entraîne la génération du signal intermédiaire SINT en sortie NB du premier redresseur 60a. Une fois que le signal intermédiaire en NB atteint la tension directe minimale (c'est-à-dire, la tension de coude de la jonction base-emetteur) nécessaire sur la base du transistor NPN Q6, ce dernier bascule à l'état passant (instant t2) ce qui déclenche le début de l'impulsion électrique en sortie ND du deuxième circuit 38b. Le signal de sortie du deuxième redresseur 60b au noeud NC est retardé par rapport au signal en sortie du premier redresseur 60a (noeud NB) en raison de la présence du filtre RC 61. Une fois que le signal de sortie du deuxième redresseur 60b atteint une tension directe minimale (la tension de coude de la jonction base-émetteur) nécessaire sur la base du transistor NPN Q7, ce dernier bascule à l'état passant (instant t3) et colle le signal intermédiaire SINT au noeud NB à zéro (connexion à la masse). Il en résulte que le transistor Q6 bascule à l'état bloquant et l'impulsion électrique au noeud ND prend fin (instant t3). De cette manière, la durée de l'impulsion du signal d'activation 35 obtenue au noeud ND est contrôlée à l'aide des valeurs R et C du filtre RC 61. Le deuxième circuit 38b permet alors, à partir de l'impulsion électrique délivrée en tant que signal intermédiaire SINT au noeud NB par le premier circuit 38a, de produire en sortie (noeud ND) une impulsion électrique dont la valeur maximale en tension est indépendante de la distance de la carte à puce 30 vis-à-vis du terminal 32 et dont la durée est définie par le filtre RC 61 du premier circuit 38. La durée de l'impulsion électrique ND délivrée au commutateur 40 est de préférence contrôlée afin que le commutateur 40 reste à l'état passant au moins pendant un temps suffisant pour permettre au moins au sous-système électronique 44 de s'initialiser. Ce signal est illustré en référence 35 de la figure 8.
D'autres manières de réaliser l'unité de traitement 38 sont toutefois envisageables dans le cadre de l'invention. Comme déjà indiqué, on comprendra que des exemples du sous-système électronique 44 autres que celui envisagé dans les figures 3 et 4 peuvent être envisagés dans le cadre de l'invention. Ainsi, le sous-système électronique au sens de l'invention peut plus généralement se rapporter à un quelconque sous-système électronique nécessitant une alimentation électronique pour fonctionner dans la carte à puce. Le sous-système électronique de l'invention peut comprendre par exemple au moins l'un parmi : - un écran d'affichage (apte par exemple à afficher des données d'authentification lorsque la carte à puce pénètre dans la zone d'action d'un lecteur) ; une unité d'interface (ou d'interaction) quelconque permettant à un utilisateur d'interagir avec la carte à puce ; et un ou plusieurs capteurs biométriques. Par ailleurs, il est décrit en référence au mode de réalisation de la figure 3, qu'une fois initialisé, le sous-système électronique 44 envoie lui-même un signal d'activation 59 qui maintient le commutateur 40 à l'état passant de sorte que le signal d'activation 35 produit par l'unité de traitement 38 n'est plus nécessaire. Selon une variante de réalisation, le sous-système électronique 44 ne délivre pas de signal d'activation 59 au commutateur 40. Dans ce cas, l'unité de traitement 38 est par exemple configurée pour transmettre le signal d'activation 35 tant que la carte à puce 30 se trouve dans la zone d'action du terminal 32, de façon à maintenir à l'état passant le commutateur 40 pendant le temps nécessaire pour utiliser de façon adéquate le sous-système électronique 44. Un homme du métier comprendra que les modes de réalisation et variantes décrits ci-avant ne constituent que des exemples non limitatifs de mise en oeuvre de l'invention. En particulier, l'homme du métier pourra envisager une quelconque combinaison des variantes et modes de réalisation décrits ci-avant afin de répondre à un besoin bien particulier.