FR3031090A1

FR3031090A1 - Dispositif d'obturation d'un recipient comprenant un col

Info

Publication number: FR3031090A1
Application number: FR1463369A
Authority: FR
Inventors: Abderrahman Essebbar
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA; Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 2014-12-29
Filing date: 2014-12-29
Publication date: 2016-07-01
Anticipated expiration: 2034-12-29
Also published as: WO2016108010A1; US20170341822A1; EP3240734A1; FR3031090B1

Abstract

L'invention concerne un dispositif (100) d'obturation d'un récipient présentant un col, ledit dispositif comprenant : - une partie déformable (1) destinée à être agencée au moins partiellement à l'intérieur du col du récipient pour l'obturer de manière étanche, ladite partie étant apte à se déformer de manière élastique lors de l'insertion dans le col, ladite partie comprenant une première extrémité destinée à être orientée vers l'intérieur du récipient, et - une étiquette de radio-identification (11), ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend au moins un composant piézoélectrique (10) connecté électriquement à l'étiquette (11) et agencé à l'intérieur de ladite partie déformable (1), dans un logement borgne du côté de la première extrémité, générant une tension électrique lors du retrait de ladite partie déformable du col, ladite tension électrique étant apte à provoquer un changement d'état de l'étiquette de radio-identification .

Description

1 DISPOSITIF D'OBTURATION D'UN RECIPIENT COMPRENANT UN COL DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne un dispositif d'obturation d'un récipient comprenant un col, ainsi qu'un système de détection de l'ouverture d'un récipient dont le col est obturé par un tel dispositif. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION Certains liquides, principalement des liquides de grande valeur - tels que des spiritueux par exemple, ou encore des médicaments - font régulièrement l'objet de contrefaçon. A cet effet, le contrefacteur se procure un récipient ayant contenu le liquide original, le remplit d'un liquide de moindre qualité et referme le récipient au moyen d'un bouchon, éventuellement le bouchon original.

Si cette opération de rebouchage a été mise en oeuvre avec suffisamment de soin, elle peut ne pas être visible pour le consommateur ultérieur. Des systèmes basés sur la radio-identification (RFID, de l'anglais Radio-frequency identification) ont été développés afin de permettre la mise en évidence d'un rebouchage frauduleux d'un récipient. Ces systèmes mettent en oeuvre un dispositif, encore appelé étiquette par la suite, comprenant une puce électronique et une antenne, agencés sur un support mince. Généralement, dans ces systèmes, l'étiquette est endommagée mécaniquement lors de l'ouverture du récipient. Les étiquettes sont souvent visibles de l'extérieur du récipient et sont faciles à reproduire par une personne malintentionnée. Notamment, le document US2009/102664 propose d'insérer à l'intérieur du bouchon une puce RFID et son antenne, reliées par une connexion disposé de manière à être rompue lors de l'ouverture du bouchon par la pénétration d'un tire-bouchon. Pour fonctionner, l'étiquette de radio-identification doit être alimentée en énergie. Dans la mesure où la traçabilité de l'ouverture du récipient doit pouvoir être garantie pendant plusieurs années, la source d'énergie doit rester fonctionnelle pendant toute cette 30 durée. Une pile embarquée dans le bouchon ne constitue pas une solution satisfaisante en raison, de son encombrement qui la rend malaisée à intégrer dans un bouchon de volume restreint, du fait que sa durabilité n'est pas garantie sur des périodes aussi longues, et de son coût. 35 Le brevet US8040244 propose un bouchon dans lequel est intégré un dispositif de radio-identification et un élément piézoélectrique. L'élément piézoélectrique est positionné dans un logement qui est formé, dans le bouchon, du côté de l'intérieur du récipient. Lorsque le bouchon est retiré du récipient, du fait de la différence de pression entre 3031090 2 l'intérieur de la bouteille et l'extérieur, l'élément piézoélectrique se déforme et alimente la puce RFID passive ; un enregistrement du débouchage peut être prévu dans la puce RFID. Cette technique a pour inconvénient qu'elle implique de former une cavité dans le bouchon directement en contact avec le liquide, l'élément piézoélectrique étant 5 susceptible d'être en contact avec ce liquide, ce qui n'est généralement pas désiré. BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION Un but de l'invention est de concevoir un dispositif d'obturation comprenant une étiquette de radio-identification, ainsi qu'un élément permettant de modifier l'état de 10 l'étiquette lors de la première ouverture du récipient qui soit fiable et durable dans le temps et qui ne présente pas les inconvénients de l'état de la technique. Plus particulièrement, cette modification de l'état de l'étiquette peut être un endommagement de celle-ci, ou encore un enregistrement dans une mémoire de l'étiquette d'une information relative à l'ouverture du récipient, comme cela sera décrit par la suite. Ce 15 dispositif d'obturation doit pouvoir remplacer un bouchon conventionnel et doit par conséquent reproduire la forme et les dimensions d'un tel bouchon. Conformément à l'invention, il est proposé un dispositif d'obturation d'un récipient présentant un col, ledit dispositif comprenant : - une partie déformable destinée à être agencée au moins partiellement à l'intérieur 20 du col du récipient pour l'obturer de manière étanche, ladite partie étant apte à se déformer de manière élastique lors de l'insertion dans le col, ladite partie comprenant une première extrémité destinée à être orientée vers l'intérieur du récipient, et - une étiquette de radio-identification, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend au moins un composant 25 piézoélectrique connecté électriquement à l'étiquette et agencé à l'intérieur de ladite partie déformable, dans un logement borgne du côté de la première extrémité, générant une tension électrique lors du retrait de ladite partie déformable du col, ladite tension électrique étant apte à provoquer un changement d'état de l'étiquette de radio-identification.

Selon une forme d'exécution de l'invention, le composant piézoélectrique est configuré pour que la tension électrique qu'il génère lors du retrait de la partie déformable endommage l'étiquette de radio-identification. Selon une autre forme d'exécution de l'invention, le composant piézoélectrique est configuré pour que la tension électrique qu'il génère lors du retrait de la partie déformable incrémente un compteur de l'étiquette de radio-identification ou modifie une valeur d'un bit d'une mémoire comprise dans l'étiquette. Selon un mode de réalisation, ledit composant piézoélectrique présente la forme d'une lamelle.

3031090 3 De manière avantageuse, la partie déformable présente une forme cylindrique et la lamelle piézoélectrique s'étend dans un plan comprenant l'axe longitudinal dudit cylindre. Par ailleurs, le dispositif peut comprendre une diode connectée électriquement au composant piézoélectrique et à l'étiquette de sorte à ne laisser passer vers l'étiquette de 5 radio-identification que le courant électrique généré lors du retrait de la partie déformable du col. La partie déformable du dispositif peut être en liège, en un matériau plastique expansé ou en un matériau aggloméré. Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend un capuchon solidaire de la 10 partie déformable et l'étiquette de radio-identification est agencée dans ledit capuchon. De manière particulièrement avantageuse, la tension électrique est causée par une expansion de la partie déformable contenant le composant piézoélectrique lors de son retrait du col. Selon un mode de réalisation, le dispositif d'obturation comprend plusieurs 15 composants piézoélectriques connectés électriquement à l'étiquette. Un autre objet concerne un système de détection de l'ouverture d'un récipient présentant un col obturé par un dispositif d'obturation tel que décrit ci-dessus, comprenant un lecteur portable couplé à l'étiquette de radio-identification.

20 BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre, en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est un schéma de principe d'un premier mode de réalisation d'un dispositif d'obturation selon l'invention, 25 - la figure 2 est un schéma de principe d'un deuxième mode de réalisation d'un dispositif d'obturation selon l'invention, - la figure 3 est un schéma de principe d'un troisième mode de réalisation d'un dispositif d'obturation selon l'invention.

30 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Pour être insérés dans le col d'une bouteille, les bouchons de vins ou de spiritueux sont comprimés. Lors de cette insertion, leur volume est réduit entre 20% et 30%. Au débouchage de la bouteille, le bouchon peut récupérer jusqu'à 95% de son volume initial par élasticité.

35 Le dispositif d'obturation proposé ici en remplacement d'un bouchon ou dispositif classique pour obturer un récipient comprend une partie destinée à être agencée au moins partiellement à l'intérieur du col du récipient pour l'obturer de manière étanche.

3031090 4 Cette partie agencée à l'intérieur du col est apte à se déformer élastiquement lors de l'insertion dans le col ou son retrait du col. Le dispositif comprend en outre une étiquette de radio-identification constituée d'une puce RFID et d'une antenne, dont l'état général est modifié lors de la première ouverture 5 du récipient. Cette étiquette peut être agencée directement dans le bouchon, ou être positionnée en surface de celui-ci. Dans la suite de cette description, on notera que, par étiquette de radio- identification, on entend tout dispositif de radio-identification passif, c'est-à-dire ne comprenant pas de système de stockage d'énergie propre, et donc n'étant pas une 10 source émettrice de signaux. Cependant, on considère ici que la puce présente dans l'étiquette RFID peut être plus ou moins complexe, allant d'une puce qui simplement renvoie une identification numérique à un lecteur, sans modification possible de cette identification au cours du temps, à une puce associée à une mémoire réinscriptible et/ou à un module de traitement. Dans ce dernier cas, le module de traitement peut, en réponse 15 à un signal déterminé, modifier une valeur dans la mémoire. Le dispositif comprend enfin un composant piézoélectrique agencé dans un logement à l'intérieur de ladite partie déformable de sorte à générer une tension électrique lors de l'insertion de ladite partie déformable dans le col du récipient ou du retrait de ladite partie déformable du col. Du côté de l'extrémité de la partie déformable destinée à être 20 orientée vers l'intérieur du récipient, ledit logement est borgne, ce qui empêche tout contact entre le contenu du récipient et le composant piézoélectrique. Ainsi, la perception d'un utilisateur vis-à-vis du dispositif selon l'invention est identique à celle d'un bouchon conventionnel, le composant piézoélectrique n'étant pas susceptible d'altérer le contenu du récipient. Une connexion électrique est prévue entre le composant piézoélectrique et 25 l'étiquette de radio-identification de façon que la génération d'une tension électrique par le composant piézoélectrique, résultant d'une expansion de partie déformable lors de l'extraction du bouchon hors du récipient, soit utilisée pour modifier l'état de l'étiquette. Par modification de l'état de l'étiquette, on entend ici un endommagement de celle-ci (soit au niveau de l'antenne, soit au niveau de la puce de l'étiquette), ou un enregistrement dans 30 une mémoire de l'étiquette d'une information relative à l'ouverture du récipient (par exemple un changement de l'état d'un bit de la mémoire...). L'invention est donc basée sur la récupération de l'énergie emmagasinée dans la partie élastiquement déformable du dispositif d'obturation lors de son insertion dans le col du récipient. Cette énergie est libérée sous la forme d'une l'expansion de la partie 35 déformable du dispositif d'obturation lors de son retrait du col. En conséquence, le composant piézoélectrique agencé dans cette partie déformable génère une tension électrique de l'ordre d'une dizaine de volts. Cette tension électrique peut être utilisée soit 3031090 5 pour enregistrer des informations dans une mémoire de l'étiquette, soit pour l'endommager. De manière connue en elle-même, l'étiquette de radio-identification comprend une puce et une antenne. De préférence, la puce et son antenne sont de taille réduite pour 5 une intégration dans le bouchon ou dans un capuchon formé sur le bouchon. Un lecteur portable externe au dispositif d'obturation permet de communiquer avec l'étiquette de radio-identification et de lire les informations enregistrées dans la puce. De manière connue en elle-même, ledit lecteur peut être une tablette, un smartphone (par exemple dans le cas où l'étiquette de radio-identification est de type NFC, de l'anglais 10 Near Field Communication), un assistant portatif personnel, ou encore un dispositif logistique portable durci. Selon un mode de réalisation, l'élément piézoélectrique est couplé, directement ou non, à l'aide de fils électriques, à l'antenne de l'étiquette de radio-identification. La tension électrique générée par l'ouverture du récipient permet alors d'endommager l'antenne et 15 ainsi de désactiver l'étiquette de radio-identification. Par endommagement de l'antenne, on entend par exemple la déconnexion électrique de celle-ci de la puce électronique qui lui est associée. Pour cela, un fusible pourra être placé entre l'antenne et la puce électronique. Selon un autre mode de réalisation, l'élément piézoélectrique est couplé par des fils 20 électriques à la puce de l'étiquette de radio-identification. Selon une forme d'exécution de l'invention, la tension électrique générée par l'ouverture du récipient permet d'endommager la puce et ainsi de désactiver l'étiquette de radio-identification. Selon une autre forme d'exécution de l'invention, pour continuer de lire les informations enregistrées dans la puce, la tension électrique générée n'est pas destructive 25 mais permet d'enregistrer la preuve d'ouverture dans une mémoire. Par exemple, l'apparition d'une tension électrique sur l'élément piézoélectrique peut impliquer le retournement d'un bit dans la mémoire associée à la puce électronique. Lors de la lecture du dispositif de radio-identification, la valeur de ce bit est lue et permet de détecter si le dispositif d'obstruction a été extrait du col du récipient.

30 On peut également prévoir que le dispositif de radio-identification soit associé à un microcontrôleur comprenant une mémoire non volatile dans laquelle est stockée une valeur qui est incrémentée à chaque ouverture et/ou fermeture du récipient. La lecture du dispositif de radio-identification est alors prévue pour rendre compte au lecteur de la valeur stockée dans la mémoire non volatile. Dans cette dernière variante, un compteur 35 peut également être prévu pour stocker une information du nombre d'ouvertures et/ou de fermetures du récipient. Dans la mesure où la compression de la partie deformable du dispositif d'obturation lors de sa première insertion dans le col est susceptible de générer l'apparition d'une 3031090 6 tension électrique de sens opposé à la tension générée lors de l'ouverture du récipient, qui pourrait endommager l'étiquette de radio-identification, le dispositif proposé ici peut comprendre en outre une diode, de sorte à ne transmettre à l'étiquette que l'énergie libérée lors de l'ouverture du récipient.

5 Le composant piézoélectrique présente l'avantage de présenter un faible encombrement qui permet de l'intégrer facilement à un dispositif d'obturation de volume réduit. Ainsi, par exemple, le composant piézoélectrique peut se présenter sous la forme d'une lamelle de quelques dixièmes de mm d'épaisseur et/ou d'une dizaine de mm de 10 diamètre. On notera que la forme cylindrique du composant piézoélectrique n'est pas limitative, et que toute autre forme pourra être prévue. Par ailleurs, un tel composant piézoélectrique est disponible commercialement à faible coût, de sorte qu'il ne grève pas le budget de fabrication du dispositif d'obturation. Tout matériau piézoélectrique peut être employé. On pourra citer notamment le 15 quartz, la céramique PZT, ou encore le polyfluorure de vinylidène (PVDF). L'homme du métier est à même de déterminer les dimensions du composant piézoélectrique en fonction du matériau piézoélectrique choisi, du matériau de la partie déformable et de la taille du bouchon. Généralement, la partie déformable destinée à être insérée dans le col est de forme 20 cylindrique. Pour récupérer le maximum d'énergie de part et d'autre du composant piézoélectrique, celui-ci est de préférence agencé dans un plan comprenant l'axe longitudinal de la partie déformable cylindrique. Un agencement selon un plan orthogonal est cependant également possible.

25 Parmi les matériaux envisagés pour la partie déformable, à savoir le liège massif, le liège aggloméré et le plastique expansé, c'est le liège massif qui présente l'élasticité la plus faible et qui est donc le moins favorable pour la mise en oeuvre de l'invention. On choisira donc de préférence le liège aggloméré et le plastique expansé, qui permettent en outre d'intégrer le composant piézoélectrique lors du moulage de la partie déformable.

30 La figure 1 illustre un mode de réalisation d'un dispositif d'obturation 100 constitué uniquement de la partie 1 déformable élastiquement, tel qu'un bouchon de vin. Le composant piézoélectrique 10 est une lamelle agencée dans un plan comprenant l'axe longitudinal du bouchon. Dans cet exemple, l'étiquette de radio-identification 11 est également intégrée dans le bouchon. On notera que l'étiquette peut également être 35 placée en surface du bouchon si cela est désiré. La figure 2 illustre un mode de réalisation d'un dispositif d'obturation 100 comprenant un capuchon 2 solidaire de la partie déformable 1, tel qu'un bouchon de spiritueux. Seule la partie déformable 1, qui présente par exemple une forme cylindrique, 3031090 7 est destinée à être insérée dans le col du récipient, le capuchon 2, plus large que la partie déformable, étant destiné à s'appuyer sur le bord du col. Dans cet exemple, le composant piézoélectrique 10 est une lamelle agencée dans un plan comprenant l'axe longitudinal de la partie déformable cylindrique 1. Le dispositif 5 de radio-identification 11 est agencé dans le capuchon 2. La figure 3 illustre un autre mode de réalisation d'un dispositif d'obturation 100 similaire à celui de la figure 2, c'est-à-dire comprenant un capuchon 2 solidaire d'une partie déformable 1. Dans cet exemple, le composant piézoélectrique 10 est une lamelle agencée dans un plan comprenant l'axe transversal de la partie déformable cylindrique 1.

10 Un avantage de ce mode de réalisation est qu'il permet une intégration aisée de l'élément piézoélectrique relativement près du capuchon, et en utilisant la déformation générée par la force exercée sur le capuchon. Enfin, il va de soi que les exemples que l'on vient de donner ne sont que des illustrations particulières en aucun cas limitatives quant aux domaines d'application de 15 l'invention. En particulier, outre des boissons telles que les vins ou spiritueux, le récipient peut contenir tout autre liquide ou un solide, par exemple des produits chimiques ou médicamenteux. Avantageusement, le dispositif d'obturation proposé ici présente une forme 20 extérieure similaire aux dispositifs d'obturation de l'état de la technique, ce qui permet une substitution aisée dans les dispositifs classiques. En outre, en ce qui concerne la partie du dispositif d'obturation destinée à être, une fois insérée dans le récipient, du côté de l'intérieur du récipient, la forme est identique aux dispositifs classiques, ce qui évite les inconvénients de l'état de la technique dans lesquels cette partie est modifiée pour 25 intégrer le composant piézoélectrique du côté du récipient. En outre, bien que l'on ait mentionné ici la présence d'un unique élément piézoélectrique intégré dans le dispositif d'obturation, on notera que plusieurs éléments piézoélectrique de tailles adaptées, connectés en série ou en parallèle, pourront également être prévus si désiré. On pourra également prévoir l'utilisation de lamelles 30 piézoélectriques bimorphes si désiré.

Claims

REVENDICATIONS1. Dispositif (100) d'obturation d'un récipient présentant un col, ledit dispositif comprenant : - une partie déformable (1) destinée à être agencée au moins partiellement à l'intérieur du col du récipient pour l'obturer de manière étanche, ladite partie étant apte à se déformer de manière élastique lors de l'insertion dans le col, ladite partie comprenant une première extrémité destinée à être orientée vers l'intérieur du récipient, et - une étiquette de radio-identification (11), ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend au moins un composant piézoélectrique (10) connecté électriquement à l'étiquette (11) et agencé à l'intérieur de ladite partie déformable (1), dans un logement borgne du côté de la première extrémité, générant une tension électrique lors du retrait de ladite partie déformable du col, ladite tension électrique étant apte à provoquer un changement d'état de l'étiquette de radio- identification.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le composant piézoélectrique (10) est configuré pour que la tension électrique qu'il génère lors du retrait de la partie déformable endommage l'étiquette de radio-identification.
3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le composant piézoélectrique (10) est configuré pour que la tension électrique qu'il génère lors du retrait de la partie déformable incrémente un compteur de l'étiquette de radio-identification ou modifie une valeur d'un bit d'une mémoire comprise dans l'étiquette.
4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit composant piézoélectrique présente la forme d'une lamelle.
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la partie déformable 30 présente une forme cylindrique et en ce que la lamelle piézoélectrique s'étend dans un plan comprenant l'axe longitudinal dudit cylindre.
6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend une diode connectée électriquement au composant piézoélectrique et à 35 l'étiquette de sorte à ne laisser passer vers l'étiquette de radio-identification que le courant électrique généré lors du retrait de la partie déformable du col. 25 3031090 9
7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la partie déformable est en liège.
8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la partie 5 déformable est en un matériau plastique expansé.
9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la partie déformable est en un matériau aggloméré. 10
10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend un capuchon solidaire de la partie déformable et en ce que l'étiquette de radio-identification est agencée dans ledit capuchon.
11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la 15 tension électrique est causée par une expansion de la partie déformable contenant le composant piézoélectrique lors de son retrait du col.
12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs composants piézoélectriques connectés électriquement à 20 l'étiquette (11).
13. Système de détection de l'ouverture d'un récipient présentant un col obturé par un dispositif d'obturation selon l'une des revendications 1 à 12, comprenant un lecteur portable couplé à l'étiquette de radio-identification.