FR3139029A1

FR3139029A1 - Procédé d’authentification ou d’identification d’un document de sécurité

Info

Publication number: FR3139029A1
Application number: FR2208529A
Authority: FR
Inventors: Henri Rosset
Original assignee: Oberthur Fiduciaire SAS
Current assignee: Oberthur Fiduciaire SAS
Priority date: 2022-08-25
Filing date: 2022-08-25
Publication date: 2024-03-01
Also published as: WO2024042213A1

Abstract

Procédé d’identification et/ou d’authentification d’un document de sécurité comportant un substrat papetier, dans lequel le substrat est analysé pour détecter la présence d’un ou plusieurs marqueurs représentatifs de l’existence dans le substrat d’un ou plusieurs composés extraits de feuillu(s), et une information concernant l’identité et/ou l’authenticité du document est générée en fonction de la nature et/ou de la proportion dans le substrat du ou desdits marqueurs. Figure pour l’abrégé : Fig.1.

Description

Procédé d’authentification ou d’identification d’un document de sécurité

La présente invention concerne les documents de sécurité et l’identification ou l’authentification de ceux-ci.

Par « document de sécurité », on désigne un document de valeur, tel qu’un moyen de paiement, par exemple un billet de banque, un chèque, une carte bancaire ou un ticket restaurant, un document d'identité, tel qu'une carte d'identité, un visa, un passeport ou un permis de conduire, un ticket de loterie, un titre de transport ou encore un ticket d'entrée à des manifestations culturelles ou sportives.

Pour sécuriser un document, il est courant d’utiliser des éléments de sécurité qui sont ajoutés au papier lors de la fabrication du document.

Il est ainsi connu d’utiliser des pigments minéraux pour permettre d’authentifier ou d’identifier un papier, en lui conférant une signature spécifique. Ces pigments minéraux sont introduits pendant la fabrication du papier en partie humide. Ils peuvent être constitués de mélanges de terres rares, comme cela est décrit dans les publications EP0975460, WO9938702, WO9938700, WO9939051, WO9938703, WO2004111951, WO2005035261, WO2005035271, WO2005035272, WO2005036470, WO2005036477, WO2005036478 et WO2005036479.

L’emploi de tels pigments pose plusieurs problèmes. D’une part leur nature minérale contribue à l’augmentation de la charge minérale du papier et donc augmente le taux de cendres du papier. De plus, une surcharge en pigment minéraux tend à dégrader la résistance mécanique du papier. D’autre part, comme pour les autres charges minérales d’opacification (par exemple le dioxyde de titane), leur rétention lors de l’égouttage est imparfaite et leur perte dans les eaux sous-toile peut être importante et, s’agissant de marqueurs parfois très onéreux, cela peut avoir un impact économique non négligeable. Dans certains cas par ailleurs, de par la toxicité inhérente à leur nature chimique, leur utilisation peut poser des problèmes environnementaux. Enfin, leur détection nécessite souvent l’emploi de détecteurs électromagnétiques spécifiques de haute technicité, ce qui complexifie l’authentification du document.

Par ailleurs, il est connu d’utiliser des techniques d’observation microscopique pour identifier et quantifier des fibres spécifiques synthétiques ou naturelles d’un substrat papetier. Les publications WO2015/200575, WO2015/200577 et WO2015/200572 décrivent de telles méthodes. Dans certaines situations, et notamment dans le cas de mélange avec d’autres fibres comme par exemple des fibres de coton, les opérations de raffinage du papier peuvent rendre l’identification de ces fibres « spéciales » très difficile et nécessiter l’analyse par un opérateur particulièrement expérimenté. La similitude de nature fibreuse d’une essence particulière avec les autres composantes fibreuses du papier, qui ont une forme fine et allongée, contribue à cette difficulté.

Il existe un besoin pour accroître encore la sécurisation des documents, en particulier en simplifiant leur authentification et/ou leur identification.

L’invention vise à répondre à ce besoin et elle y parvient, selon l’un de ses aspects, grâce à un procédé d’identification et/ou d’authentification d’un document de sécurité comportant un substrat papetier, dans lequel le substrat est analysé pour détecter la présence d’un ou plusieurs marqueurs représentatifs de l’existence dans le substrat d’un ou plusieurs composés extraits de feuillu(s) et une information concernant l’identité et/ou l’authenticité du document est générée en fonction de la nature et/ou de la proportion dans le substrat du ou desdits marqueurs.

Un « composé extrait de feuillu(s) » comprend des fibres de cellulose et hémicellulose ainsi que des vaisseaux. Les vaisseaux et les fibres se différencient par leur taille. Les fibres sont généralement plus longues et plus fines que les vaisseaux. Le composé peut être un composé solide. Le composé peut être introduit sous forme de pâte. Les fibres de feuillus sont généralement courtes et peu épaisses. Les fibres et vaisseaux comprennent de la cellulose ou hémicellulose.

Par « feuillu » il faut comprendre un arbre produisant des feuilles bien développées, par opposition aux conifères ou résineux. Les feuillus peuvent perdre cycliquement leurs feuilles, notamment en automne, on parle alors d’arbre à feuilles caduques. Les feuilles des feuillus sont généralement larges. Contrairement aux feuillus, les résineux ont des feuilles sous forme d’aiguilles qui se renouvellent au fur et à mesure, on parle alors de feuillage persistant. Les résineux ont ainsi toujours le même aspect. Les résineux peuvent aussi être appelés conifères. Les arbres suivants sont des exemples de feuillus : bouleaux, charme, châtaigner, chênes, eucalyptus, hêtre, liquidambar styracifère, nyssa, peuplier, tulipier d’Amérique.

L’intérêt d’utiliser un composé extrait de feuillu dans un substrat papetier est double. D’une part, le composé extrait de feuillu, de par sa nature fibreuse cellulosique, est bien adapté à la fabrication d’un substrat papetier. Le substrat papetier obtenu présente ainsi une bonne résistance mécanique. D’autre part, les marqueurs représentatifs de l’existence dans le substrat d’un ou plusieurs composés extraits de feuillu(s) sont des marqueurs facilement identifiables. L’identification et/ou l’authentification peut se faire sans difficulté notamment par observation visuelle à faible grossissement.

De plus, le procédé selon l’invention a pour avantage d’être sans danger pour la santé et l’environnement, comparativement à l’utilisation de certains pigments minéraux. Il ne nécessite donc pas la détection d’un marqueur non naturel qui pourrait être toxique et/ou nocif pour l’environnement.

Le procédé selon l’invention est économique puisqu’il requiert uniquement l’utilisation d’un composé extrait de feuillu(s). Or, les feuillus sont des arbres répandus.

Le substrat papetier peut comporter des fibres cellulosiques autres que des fibres de feuillu(s). En particulier, le substrat peut comporter des fibres de coton, notamment lorsque l’on vise la production de billets de banque.

On peut faire varier la nature et/ou la proportion d’un ou plusieurs composés extraits de feuillu(s) dans la composition du substrat afin de fabriquer des documents de sécurité avec une signature unique. Par exemple, on peut mélanger des composés extraits de deux feuillus différents pour fabriquer le substrat papetier et distinguer ce substrat d’un autre substrat comportant par exemple les mêmes composés en des proportions différentes ou d’autres composés extraits de feuillu(s).

L’analyse du substrat peut se faire avec et/ou sans grossissement, notamment à l’œil nu, par exemple après avoir effectué une coloration spécifique. L’analyse du substrat avec grossissement se fait de préférence avec un microscope. L’analyse du substrat se fait de préférence sans détecteur électromagnétique particulier, par exemple sous lumière blanche.

Le procédé selon l’invention a ainsi pour avantage d’être simple à mettre en œuvre. Il ne nécessite pas d’appareils autres qu’un microscope optique pour détecter le ou les marqueurs. Il est donc économique et rapide à mettre en œuvre.

Le ou les marqueurs représentatifs de l’existence dans le substrat d’un ou plusieurs composés extraits de feuillu(s) peuvent aussi être détectés sans grossissement. Le document de sécurité peut ainsi être authentifié et/ou identifié par un observateur non averti (« l’homme de la rue »).

Le ou les feuillus dont on recherche la présence dans le papier sont de préférence constitués par l’une au moins des essences suivantes : bouleau, charme, châtaigner, chêne, eucalyptus, hêtre, liquidambar styracifère, nyssa, peuplier, tulipier d’Amérique.

Le ou les feuillus appartiennent de préférence à la famille des eucalyptus. Il(s) sont notamment constitués par l’une au moins des variétés d’eucalyptus suivantes :eucalyptus globulus , eucalyptus camaldulensis, eucalyptus rostrata, e ucalyptus citriodora , e ucalyptus cordata , e ucalyptus deglupta , e ucalyptus gundal , e ucalyptus gunnii , e ucalyptus pauciflora , e ucalyptus radiata , e ucalyptus regnans , e ucalyptus sideroxylon.

Les eucalyptus ont pour avantage d’être des arbres à la croissance rapide et qui peuvent pousser facilement dans diverses régions du monde. Ils constituent donc une ressource facilement accessible pour la fabrication d’un substrat papetier.

De préférence, l’un au moins des marqueurs est constitué par des vaisseaux de feuillu(s). En particulier, l’un au moins des marqueurs est constitué par des vaisseaux d’eucalyptus.

Les vaisseaux de feuillu(s) ont pour avantage d’avoir une morphologie facilement identifiable, ce qui permet de distinguer les fibres de composés extraits de feuillu(s) des fibres de coton, lors de l’analyse du substrat.

Par ailleurs, leur morphologie a également pour avantage de leur offrir une surface spécifique importante qui contribue à leur rétention, notamment sans perte, lors de la fabrication du substrat papetier. Les vaisseaux des composés extraits de feuillu(s) peuvent donc contribuer au renfort mécanique du substrat papetier, au même titre que les fibres de feuillu(s) et de coton.

De par leur composition organique et cellulosique, ces vaisseaux ne contribuent pas significativement à la génération de cendres.

Lors du procédé selon l’invention, on procède de préférence à l’analyse de la forme des vaisseaux. L’information concernant l’identité et/ou l’authenticité du document peut être générée au moins sur la base du résultat de cette analyse.

Lors de l’analyse de la forme de vaisseaux, on calcule de préférence au moins un ratio entre la longueur des vaisseaux et leur largeur.

On détermine de préférence au cours de l’analyse si ledit ratio est compris entre 0,7 et 4,5, mieux entre 0,8 et 4 (notamment pour l’eucalyptus), encore mieux entre 0,9 et 3,5, mieux entre 1 et 3, mieux entre 1,1 et 2,5, mieux entre 1,2 et 2, par exemple de l’ordre de 1,8.

La longueur d’un vaisseau, en particulier d’un vaisseau d’eucalyptus, est de préférence comprise entre 100 et 550µm, mieux entre 120 et 500µm, mieux entre 150 et 450µm, mieux entre 200 et 350µm, par exemple de l’ordre de 290µm.

La largeur d’un vaisseau, en particulier d’un vaisseau d’eucalyptus, est de préférence comprise entre 50 et 400µm, mieux entre 75 et 350µm, mieux entre 100 et 300µm, mieux entre 100 et 250µm, par exemple de l’ordre de 160µm.

Lors de la mise en œuvre du procédé selon l’invention, on dénombre de préférence les vaisseaux ayant une forme sensiblement rectangulaire en section transversale.

Les vaisseaux de feuillu(s), en particulier les vaisseaux d’eucalyptus, ont une forme sensiblement rectangulaire, voire carrée, en section transversale. Ils sont également assez épais et assez courts. Ils se différencient donc fortement des fibres de coton usuelles qui sont allongées et fines. Leur dénombrement lors de l’analyse du substrat est ainsi facilité.

Pour procéder à l’analyse, on peut mettre le substrat en contact avec une substance adaptée à colorer sélectivement au moins l’un desdits marqueurs. Cette coloration sélective peut avoir lieu avant le dénombrement des vaisseaux. La substance peut notamment être choisie pour colorer différemment les vaisseaux et les fibres, notamment de coton.

Cette coloration sélective permet de faciliter le repérage des marqueurs, en particulier le repérage des vaisseaux. Le repérage après coloration peut ainsi se faire à avec ou sans grossissement.

La substance adaptée à colorer sélectivement au moins l’un desdits marqueurs est de préférence une solution de réactif d’Herzberg.

L’utilisation de réactif d’Herzberg (ou chloroiodure de zinc) sur un substrat composé à titre principal de fibres de coton et d’un ou plusieurs composés extraits de feuillu(s) permet de colorer le ou les composés extraits de feuillus d’une première couleur, par exemple en bleu, et les fibres de coton en une deuxième couleur, distincte de la première, par exemple en rouge.

Les éléments ayant la première couleur peuvent être visibles sans grossissement, ce qui permet de détecter la présence d’un ou plusieurs composés extraits de feuillu(s). La coloration spécifique permet donc une première authentification et/ou identification réalisable à l’œil nu.

Une analyse plus précise avec grossissement, par exemple au microscope, peut ensuite être menée. On cherche alors à analyser la morphologie des marqueurs, par exemple des vaisseaux, pour permettre de déterminer l’essence de feuillu utilisée. De par leur morphologie très caractéristique, les vaisseaux d’eucalyptus sont particulièrement simples à repérer.

Au cours de l’analyse on dénombre de préférence les marqueurs colorés.

De préférence, on dénombre les marqueurs sur une surface donnée du substrat analysé et on en déduit la proportion de composés extraits de feuillu(s) dans la pâte de fabrication du substrat.

Le ou les marqueurs apparaissent de préférence de manière isolée. Ils peuvent être directement identifiables à la surface du substrat papetier, avec ou sans grossissement. Il n’est alors pas nécessaire de broyer et/ou de désintégrer le document de sécurité pour procéder à son analyse.

L’analyse du substrat s’effectue ainsi, de préférence, sans destruction du document. Par exemple, on n’effectue pas de prélèvement sur le document. Le ou les marqueurs analysés peuvent être présents sur le document au cours de cette analyse. Dans le cas d’un billet de banque, celui-ci est par exemple examiné sous microscope pour déterminer la présence et/ou la teneur des marqueurs.

L’un au moins des marqueurs utilisés pour la mise en œuvre du procédé d’identification et/ou d’authentification selon l’invention peut être présent dans une proportion en nombre faible par rapport aux autres constituants extraits du feuillu et présents dans le papier. Par exemple, dans le cas où le marqueur est constitué par des vaisseaux, il peut y avoir 10 fois moins de vaisseaux que de fibres dans le composé extrait de feuillu qui est intégré dans le papier à sa fabrication, mieux 50 fois moins de vaisseaux que de fibres, mieux 100 fois moins de vaisseaux que de fibres, voire 1000 fois moins de vaisseaux que de fibres.

Élément de sécurité

On peut également vérifier la présence sur le document d’un ou plusieurs éléments de sécurité conventionnels supplémentaires.

Parmi ces éléments de sécurité supplémentaires, certains sont détectables à l'œil, en lumière du jour ou en lumière artificielle, sans utilisation d'un appareil particulier. Ces éléments de sécurité comportent par exemple des fibres ou planchettes colorées, des fils de sécurité imprimés ou métallisés totalement ou partiellement, une structure tricotée sécurisée, un film de sécurité, un filigrane, un élément optiquement variable (dit « OVD »), notamment un hologramme. Ces éléments de sécurité sont dits de premier niveau.

D'autres types d'éléments de sécurité supplémentaires sont détectables seulement à l'aide d'un appareil relativement simple, tel qu'une lampe émettant dans l'ultraviolet (UV) ou l'infrarouge (IR). Ces éléments de sécurité comportent par exemple des fibres, des planchettes, des bandes, des fils ou des particules. Ces éléments de sécurité peuvent être visibles à l'œil nu ou non, étant par exemple luminescents sous un éclairage d'une lampe de Wood émettant dans une longueur d'onde de 365 nm. Ces éléments de sécurité sont dits de deuxième niveau.

D'autres types d'éléments de sécurité supplémentaires nécessitent pour leur détection un appareil de détection plus sophistiqué. Ces éléments de sécurité sont par exemple capables de générer un signal spécifique lorsqu'ils sont soumis, de manière simultanée ou non, à une ou plusieurs sources d'excitation extérieure. La détection automatique du signal permet d'authentifier, le cas échéant, le document. Ces éléments de sécurité comportent par exemple des traceurs se présentant sous la forme de matières actives, de particules ou de fibres, capables de générer un signal spécifique lorsque ces traceurs sont soumis à une excitation optronique, électrique, magnétique ou électromagnétique. Ces éléments de sécurité sont dits de troisième niveau.

Le ou les éléments de sécurité supplémentaires présents au sein du papier selon l’invention ou du document sécurisé selon l’invention peuvent présenter des caractéristiques de sécurité de premier, de deuxième ou de troisième niveau.

L’analyse du substrat se fait de préférence par analyse automatique d’image, par exemple via un ordinateur notamment un ordinateur connecté au microscope optique utilisé pour l’analyse.

Document de sécurité

L’invention a encore pour objet, indépendamment ou en combinaison avec ce qui précède, un document de sécurité comportant un substrat papetier comportant des fibres cellulosiques et un ou plusieurs composés extraits de feuillu(s).

L’ajout de composés extraits de feuillu(s) dans la composition du substrat papetier du document de sécurité permet d’accroitre la résistance mécanique du papier. La nature fibreuse et cellulosique des composés extraits de feuillus contribue au développement de la résistance mécanique du substrat papetier. La cohésion interne, la résistance à la traction sèche et humide du document de sécurité selon l’invention sont améliorées par la présence de composés extraits de feuillus. Le niveau de durabilité du papier est ainsi augmenté, ce qui permet d’accroitre la durée de circulation du document de sécurité notamment dans le cas d’un billet de banque.

Les fibres de feuillu(s), en particulier les fibres d’eucalyptus, ont pour avantage d’être courtes et peu épaisses. De plus, elles présentent une surface spécifique élevée, en particulier par rapport aux fibres de coton qui sont traditionnellement utilisées dans la fabrication de substrat papetier.

Le substrat comporte de préférence entre 2 et 50%, en masse par rapport à la masse du substrat, d’un ou plusieurs composés extraits de feuillu(s), mieux entre 3 et 40%, mieux entre 5 et 30%. La pesée du substrat se fait de préférence à un taux d’humidité relative de 50% à température ambiante (20°C).

Le substrat peut notamment comporter entre 0,1 et 1% vaisseau de feuillu(s), en particulier d’eucalyptus, par unité de surface.

Le substrat peut comporter au moins 50% en masse de fibres de coton, par rapport à la masse totale du substrat.

Le ou les feuillus appartiennent de préférence à la famille des eucalyptus, et peuvent être notamment choisis parmi les espèces d’eucalyptus suivantes :eucalyptus globulus, eucalyptus camaldulensis, eucalyptus rostrata, eucalyptus citriodora, eucalyptus cordata, eucalyptus deglupta, eucalyptus gundal, eucalyptus gunnii, eucalyptus pauciflora, eucalyptus radiata, eucalyptus regnans, eucalyptus sideroxylon.

Les composés extraits d’eucalyptus ont pour avantage de contenir des hémicelluloses qui permettent, du fait de la réactivité de leurs groupes carboxyliques, une collaboration active avec les résines, en particulier avec une résine polyamide-polyamine-épichlorhydrine (résine PAAE), ce qui améliore le développement de la résistance à l’état humide du substrat papetier.

Le substrat peut ainsi avantageusement contenir à la fois des composés extraits d’eucalyptus, notamment des fibres et vaisseaux d’eucalyptus, et une résine conférant de la résistance à l’état humide au papier, de préférence une résine PAAE.

Un ou plusieurs éléments de sécurité peuvent être intégrés ou rapportés sur le substrat, ce ou ces éléments de sécurité étant de premier, deuxième et/ou troisième niveau, comme détaillé plus haut, étant choisis par exemple parmi : un fil de sécurité, une planchette, un film de sécurité, un filigrane, un élément optiquement variable (dit « OVD »), notamment un hologramme, un traceur se présentant sous la forme d’une matière capable de générer un signal spécifique lorsque soumise à une excitation électrique, magnétique ou électromagnétique, notamment optique, par exemple un agent luminescent sous UV ou IR, une impression taille douce, ou une encre optiquement variable.

Dans des exemples de réalisation, le substrat comporte des composés extraits d’au moins deux essences de feuillus différentes, notamment d’une part d’eucalyptus et d’autre part d’un feuillu choisi parmi : bouleau, charme, châtaigner, chêne, hêtre, liquidambar styracifère, nyssa, peuplier, tulipier d’Amérique.

L’invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, d’exemples de mise en œuvre non limitatifs de celle-ci, et à l’examen des dessins annexés, sur lesquels :

La est une vue schématique d’un exemple de document de sécurité selon l’invention,

la est un diagramme en blocs d’étapes d’un exemple de procédé d’identification et/ou d’authentification,

la est une vue au microscope d’un substrat comportant un composé extrait de feuillus après coloration sélective,

la est une vue analogue à la avec un plus fort grossissement,

la est une photographie de quatre substrats comportant un composé extrait de feuillu dans des proportions croissantes après colorisation sélective des vaisseaux et entourage pour comptage.

Description détaillée

On a représenté à la un document de sécurité 10 qui comporte un substrat 11 dans lequel est intégré ou sur lequel est rapporté un élément de sécurité 12.

Ce substrat 11 est fibreux. Il peut comporter les fibres et adjuvants classiquement utilisés dans le domaine papetier, notamment des fibres de cellulose. Le substrat peut comporter un mélange de fibres cellulosiques longues et courtes. Ce substrat 11 comporte un ou plusieurs composés extraits de feuillus, à savoir des fibres et des vaisseaux de feuillus.

Le substrat peut comporter une seule couche fibreuse ou plusieurs couches fibreuses (encore appelées jets) assemblées après formation, notamment en phase humide.

Le substrat peut comporter une ou plusieurs structures de sécurité obtenues à la fabrication, et le substrat peut notamment comporter une couche fibreuse portant un filigrane.

La ou les couches fibreuses du substrat peuvent être réalisées sur une machine à papier à table plate ou à forme ronde, et le ou les filigranes peuvent être réalisés en partie humide selon les procédés classiques connus de l’homme du métier.

Au moins une couche fibreuse du substrat, voire le substrat lui-même, peut présenter un grammage (selon norme ISO 536) compris entre 60 et 120 g/m², de préférence entre 70 et 90 g/m².

Au moins une couche fibreuse du substrat, voire le substrat lui-même, peut avoir une épaisseur (selon norme ISO 534) comprise entre 60 et 120 µm, de préférence entre 70 et 110 µm, par exemple d’environ 110 µm.

On a représenté dans le diagramme en blocs de la , des étapes d’un exemple de procédé d’identification et/ou d’authentification selon l’invention.

Tout d’abord, afin de procéder à l’analyse du document de sécurité, lors d’une première étape E1, on trempe le document dans une solution de réactif d’Herzberg. Cette première étape E1 permet de colorer sélectivement les marqueurs recherchés.

Puis, lors d’une deuxième étape E2, on laisse le document sécher. Une fois le document sec, on peut procéder à son observation à l’aide d’un microscope optique (étape E3).

On cherche la présence d’un composé extrait de feuillu dans le substrat du document.

L’étude de la morphologie des marqueurs détectés permet de déterminer la nature du feuillu utilisé dans la composition du substrat. On peut ainsi effectuer une première identification du document.

On décompte ensuite, à l’aide du microscope, le nombre de marqueurs colorés sur une surface donnée du document (étape E4). À partir de ce décompte, on peut en déduire une estimation du pourcentage massique de composé extrait de feuillu dans la composition du substrat du document. Cette estimation permet de d’identifier le document.

Suite à l’analyse, et en particulier suite au décompte, on peut générer une information concernant l’identité et/ou l’authenticité du document (étape E5).

Dans l’exemple des figures 3 à 5, les marqueurs représentatifs de l’existence dans le substrat papetier d’un ou plusieurs composés extraits de feuillu(s) sont des vaisseaux d’eucalyptus.

Les substrats représentés aux figures 3 à 5 ont été colorés sélectivement par trempage dans une solution de réactif de Herzberg. Les composés extraits de feuillus, c’est-à-dire les vaisseaux et les fibres, se colorent alors en bleu et peuvent être distingués des autres éléments du substrat.

Comme cela est visible à la , les vaisseaux d’eucalyptus 1 se différencient des fibres d’eucalyptus 2 par leur forme plus large et plus courte.

La longueur L et la largeurld’un vaisseau d’eucalyptus sont visibles à la . La longueur L est par exemple de l’ordre de 290µm. La largeurlest par exemple de l’ordre de 160µm.

On a représenté à la quatre substrats comportant une proportion en masse croissante, de gauche à droite, de composés extraits d’eucalyptus. Le substrat S1 comporte 5% en masse de pâte d’eucalyptus, le substrat S2 comporte 10% en masse de pâte d’eucalyptus, le substrat S3 comporte 20% en masse de pâte d’eucalyptus, le substrat S4 comporte 30% en masse de pâte d’eucalyptus.

Les vaisseaux d’eucalyptus 1 ont été colorés sélectivement avec le réactif de Herzberg. On constate sur cette photographie que plus la proportion massique de composés extraits d’eucalyptus dans le substrat est grande, plus le nombre de vaisseaux est grand. Cette corrélation est également établie dans les exemples 2 et 3 suivants.

Exemples

Exemple 1

On évalue l’effet de l’introduction de 5, 10, 20 et 30% en masse de pâte d’eucalyptus par rapport à la masse totale de pâte en remplacement d’une partie de la pâte de coton (coton 1, coton 2) sur les propriétés mécaniques du substrat papetier.

Les substrats obtenus subissent un surfaçage dans une presse encolleuse (« size-press » en anglais).

On utilise comme témoin un substrat ne comportant que des fibres de coton et pas de composés extraits d’eucalyptus.

Le Potentiel zêta est mesuré avec un appareil « System Zeta Potential », modèle Mütek SZP-06 de la société BTG.

Afin d’évaluer la résistance à la traction à l’état sec, notamment la longueur de rupture à l’état sec (ou « longueur de rupture sèche »), on peut mesurer la longueur à laquelle les feuilles cassent sous l’effet de leur propre poids selon la norme ISO 1924-2.

Afin d’évaluer la résistance à la traction à l’état humide, notamment la longueur de rupture à l’état humide (ou « longueur de rupture humide »), on peut mesurer la longueur à laquelle les feuilles cassent sous l’effet de leur propre poids selon la norme ISO 3781.

La résistance à l’état humide (REH) est définie comme étant le rapport entre la longueur de rupture à l’état humide et la longueur de rupture à l’état sec selon la formule suivante :

La cohésion interne (ou résistance à la délamination) est mesurée à l’aide d’un appareil SCOTT, modèle B, N°ES033, selon la norme Tappi 569 om-09

Les résultats des évaluations sont présentés dans le tableau ci-dessous. Les pourcentage de coton 1, coton 2 et Pâtes d’eucalyptus sont des pourcentages massiques par rapport à la masse totale de pâte.

N° MP	Témoin (MP 66056)	Substrat 1 (MP 66057)	Substrat 2 (MP 66058)	Substrat 3 (MP 66059)	Substrat 4 (MP 66061)
Raffinage °SR66	Coton1	50%	47,5%	45%	40%	35%
Raffinage °SR66	Coton 2	50%	47,5%	45%	40%	35%
Raffinage °SR55	Pâte d’eucalyptus		5%	10%	20%	30%
Grammage	g/m²		85,7	87,4	86,9	90,3	89,3
Epaisseur	µ		107	106	107	109	107
Main	cm³/g		1,25	1,22	1,23	1,21	1,20
Porosité	cm³/min		3,3	3,2	2,6	2,4	1,5
Rugosité	cm³/min	Recto	1221	1021	1170	1274	1009
Rugosité	cm³/min	Verso	1216	1253	1128	1359	1224
Porosité après 8 froissements	ml/min		175	156	188	183	208
Brillance	%		86,92	86,73	87,12	86,91	86,99
Degrés de jaune	%		4,18	4,40	4,38	4,68	4,63
L*	%		95,96	95,94	96,10	96,10	96,12
a*	%		-0,40	-0,42	-0,45	-0,47	-0,47
b*	%		2,37	2,50	2,50	2,67	2,65
Opacité	%		85,2	84,9	85,2	85,0	85,2
Indice Cobb 1min	g/m²	Recto	62,1	64,9	66,1	66,7	67,2
		Verso	63,5	68,8	66,4	71,9	69,6
		Moy.	62,8	66,9	66,3	69,3	68,4
cohésion interne	J/m²		1038	1455	1501	1383	1446
Rigidité Taber	Taber Unit	MD	1,5	1,5	1,6	1,9	2,0
		CD	1,1	1,1	1,2	1,3	1,2
		Moy.	1,3	1,3	1,4	1,6	1,6
Résistance à la déchirure	mN	MD	991	964	857	865	806
		CD	748	775	730	802	748
		Moy.	870	870	794	834	777
indice de déchirure	mNm²/g	MD	11,56	11,03	9,86	9,58	9,03
		CD	8,73	8,87	8,39	8,88	8,37
		Moy.	10,15	9,95	9,13	9,23	8,70
Resistance au pliage	Dble fold	MD	3895	3798	4025	3848	3746
		CD	5376	5927	5889	5549	4563
		Moy.	4636	4863	4957	4699	4155
Traction sèche
Résistance à la traction	daN	MD	8,24	8,28	9,26	9,16	8,63
Résistance à la traction	daN	CD	6,73	6,48	6,85	7,35	6,42
Longueur d’étirement	%	MD	4,06	5,04	4,46	4,72	3,70
Longueur d’étirement	%	CD	7,52	6,84	6,48	7,28	5,64
Résistance à la traction	kN/m	MD	5,49	5,52	6,17	6,10	5,75
Résistance à la traction	kN/m	CD	4,49	4,32	4,57	4,90	4,28
longueur de rupture	m	MD	6532	6442	7242	6891	6565
		CD	5336	5036	5357	5530	4888
		Moy.	5934	5739	6300	6211	5727
Traction humide
Résistance à la traction	daN	MD	3,23	3,69	3,34	3,86	3,65
Résistance à la traction	daN	CD	2,79	2,98	3,17	3,41	2,99
Longueur d’étirement	%	MD	5,82	7,04	6,00	6,84	6,46
Longueur d’étirement	%	CD	10,06	10,60	10,30	10,80	10,38
Résistance à la traction	kN/m	MD	2,16	2,46	2,22	2,58	2,44
Résistance à la traction	kN/m	CD	1,86	1,99	2,12	2,27	2,00
longueur de rupture	m	MD	2565	2867	2609	2908	2781
		CD	2214	2317	2482	2565	2279
		Moy.	2390	2592	2546	2737	2530
REH	%	MD	39	45	36	42	42
		CD	41	46	46	46	47
		Moy.	40	45	41	44	44
Classement de la formation des feuilles			4,0	4,0	4,0	5,0	4,0
Classement de la qualité du filigrane			4,5	3,5	3,0	4,5	3,5

Dans le tableau ci-dessus : « MD » signifie « sens marche », « CD » signifie « sens travers » et « Moy. » signifie « moyenne ».

On constate que la cohésion interne, la résistance à la traction sèche et la résistance à la traction humide des substrats comportant de l’eucalyptus est améliorée par rapport au substrat témoin qui ne comporte que des fibres de coton.

On mesure également le Potentiel Zeta (PZ) des substrats. On constate qu’il évolue graduellement de 2,2 mv à -3,2mv, -5,3mv et -10,5mv pour des taux d’eucalyptus passant respectivement de 5% à 10%, à 20% et à 30% en masse. Cela traduit la présence croissante d’hémicelluloses associées provenant de l’eucalyptus, accroissant ainsi le potentiel de fixation de la résine PAAE.

En comparant le substrat comportant 20% en masse de composé extrait d’eucalyptus au substrat témoin ne comportant pas de composé extrait d’eucalyptus, on constate qu’avec le substrat comportant de l’eucalyptus, la cohésion interne est améliorée de 33,2%, la rigidité est améliorée de 23,1%, la traction sèche est améliorée de 5%, et la traction humide est améliorée de 14,5%.

L’introduction de composés extraits d’eucalyptus dans le substrat permet donc bien d’améliorer la résistance mécanique de ce substrat.

Par ailleurs, les résultats ci-dessus montrent que la présence des fibres d’eucalyptus n’altère pas outre mesure la couleur du papier utilisé pour le document de sécurité.

Exemple 2

Dans cet exemple, on cherche à dénombrer des vaisseaux d’eucalyptus sur des substrats papetiers contenant différentes proportions massiques de composés extraits d’eucalyptus par observation directe du substrat, c’est-à-dire sans utilisation de microscope. Le substrat analysé comporte une pâte de coton comportant des fibres de coton de deux références différentes mélangées en proportions massiques égales. Le substrat comporte également une part de pâte d’eucalyptus. Les compositions des différents substrats papetiers utilisés sont indiquées dans le tableau suivant. Les pourcentages indiqués sont des pourcentages massiques.

	Coton	Eucalyptus
	Coton 1	Coton 2	Pâte d’eucalyptus raffinée à 55°SR
Substrat 1	47,5%	47,5%	5%
Substrat 2	45%	45%	10%
Substrat 3	40%	40%	20%
Substrat 4	35%	35%	30%

On trempe au moins 30 secondes chaque substrat dans une solution de réactif d’Herzberg. On constate que des zones du substrat correspondant aux vaisseaux d’eucalyptus se colore en bleu-violet. On laisse ensuite le substrat sécher à l’air.

Les vaisseaux d’eucalyptus qui sont alors colorés peuvent être décomptés facilement. Les résultats des décomptes effectués pour chacun des substrats sont indiqués dans le tableau ci-dessous.

	grammage (g/m²)	% eucalyptus	g d'eucalyptus /m²	Surface (cm²)	Nombre de vaisseaux visibles moyen comptés en surface	Nombre de vaisseaux visibles /m² de papier	Nombre de vaisseaux visibles /g de papier
Substrat 1	85	5	4,25	81	131	16173	190
Substrat 2	85	10	8,5	81	170	20988	247
Substrat 3	85	20	17	81	201	24815	292
Substrat 4	85	30	25,5	81	264	32593	383
Substrat 1	85	5	4,25	25	68	27200	320
Substrat 2	85	10	8,5	25	75	30000	353
Substrat 3	85	20	17	25	96	38400	452
Substrat 4	85	30	25,5	25	118	47200	555

On constate une corrélation entre le nombre de vaisseaux d’eucalyptus dénombrés et la proportion de composés extraits d’eucalyptus dans le substrat. Plus la proportion de composés extraits d’eucalyptus dans le substrat est grande et plus la quantité de vaisseaux dénombrée augmente.

Exemple 3

Dans cet exemple, on cherche à dénombrer des vaisseaux d’eucalyptus sur des substrats papetiers contenant différentes proportions massiques de composés extraits d’eucalyptus. Le substrat analysé comporte une pâte de coton comportant des fibres de coton de deux références différentes mélangées en proportions massiques égales. Le substrat comporte également une part de pâte d’eucalyptus. Les compositions des différents substrats papetiers utilisés sont indiquées dans le tableau suivant. Les pourcentages indiqués sont des pourcentages massiques.

	Coton	Eucalyptus
	Coton 1	Coton 2	Pâte d’eucalyptus raffinée à 35°SR
Substrat 1	47,5%	47,5%	5%
Substrat 2	45%	45%	10%
Substrat 3	40%	40%	20%
Papier 4	35%	35%	30%
	Coton 1	Coton 2	Pâte d’eucalyptus raffinée à 56°SR
Substrat 5	47,5%	47,5%	5%
Substrat 6	45%	45%	10%
Substrat 7	40%	40%	20%
Substrat 8	35%	35%	30%

On commence par préparer des dispersions des substrats de la manière suivante :

1 – On découpe et on pèse un carré de 4 x 4 cm de chaque substrat. Puis on découpe le carré en morceaux d’environ 1 x 1 cm. Ensuite on les transfère dans le bol d’un mixer.

2 – On ajoute 50 ml d’eau déminéralisée et on broie pendant 3 mn à vitesse maximale.

3 – On rince le bol et le couvercle du mixer avec de l’eau déminéralisée et on transfert la suspension fibreuse obtenue dans un bécher. Puis on dilue avec environ 200 mL d’eau de rinçage.

4 – On filtre sur un tamis avec un maillage carré de 53 µm. Puis on rince et transfert dans un bécher et on dilue avec environ 50 mL d’eau de rinçage. Ceci permet d’élimer les charges, notamment le dioxyde de titane (TiO₂).

5 – On place les béchers dans une étuve à 105°C pour faire évaporer l’eau et pour obtenir une pâte légèrement humide.

On prépare ensuite les lames pour procéder au décompte des vaisseaux :

1 - Sur une lame de microscope (26 x 76 mm) on dépose quelques gouttes de réactif de Herzberg. À l’aide de deux aiguilles courbes à dissection on prélève un peu de pâte et on la disperse dans le réactif jusqu’à obtenir une répartition homogène et sans agglomérats de fibres, aussi appelésmatons. On recouvre avec lamelle couvre-objet (24x32 cm). On prépare ainsi une dizaine de lames.

2 – On place la lame sur la platine du microscope optique (Olympus / lumière transmise / objectif X 5)

3 – A l’aide du déplacement croisé de la platine, on déplace la lame afin de la parcourir totalement sans superposer les champs d’observation.

4 – On dénombre les vaisseaux d’eucalyptus dans chaque champ circulaire.

Les résultats du décompte sont présentés dans le tableau suivant :

	Nombre de vaisseaux / lame
Lame	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	Moyenne
raffinage coton 35°SR
Substrat 1	6	8	7	8	3	7	12	9	3	2	6,5
Substrat 2	13	21	12	11	9	15	25	11	15	10	14
Substrat 3	22	35	28	41	17	30	30	28	28	32	29
Substrat 4	60	46	71	37	34	44	33	34	36	28	42

On constate une corrélation entre le nombre de vaisseaux d’eucalyptus dénombrés et la proportion de composés extraits d’eucalyptus dans le substrat. Plus la proportion de composés extraits d’eucalyptus dans le substrat est grande et plus la quantité de vaisseaux dénombrée augmente. Le décompte du nombre de vaisseaux d’eucalyptus permet donc bien d’estimer la proportion massique d’eucalyptus dans la composition du substrat. On peut ainsi identifier et/ou authentifier un document de sécurité fabriqué à partir de substrat comportant une part d’eucalyptus.

Le substrat sera par exemple authentifié lorsque l’on dénombrera une proportion massique d’eucalyptus correspondant à celle attendue pour un substrat authentique.

Le substrat peut être identifié par exemple en fonction de la nature du feuillu utilisé, si plusieurs documents existent avec différentes variétés de feuillus.

Claims

Procédé d’identification et/ou d’authentification d’un document de sécurité comportant un substrat papetier, dans lequel le substrat est analysé pour détecter la présence d’un ou plusieurs marqueurs représentatifs de l’existence dans le substrat d’un ou plusieurs composés extraits de feuillu(s), et une information concernant l’identité et/ou l’authenticité du document est générée en fonction de la nature et/ou de la proportion dans le substrat du ou desdits marqueurs.
Procédé selon la revendication précédente, l’analyse du substrat se faisant avec et/ou sans grossissement, notamment à l’œil nu.
Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le ou les feuillus sont constitués par l’une au moins des essences suivantes : bouleau, charme, châtaigner, chêne, eucalyptus, hêtre, liquidambar styracifère, nyssa, peuplier, tulipier d’Amérique, de préférence eucalyptus.
Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le ou les feuillus appartiennent à la famille des eucalyptus, étant notamment constitués par l’une au moins des variétés d’eucalyptus suivantes :eucalyptus globulus , eucalyptus camaldulensis, eucalyptus rostrata, e ucalyptus citriodora , e ucalyptus cordata , e ucalyptus deglupta , e ucalyptus gundal , e ucalyptus gunnii , e ucalyptus pauciflora , e ucalyptus radiata , e ucalyptus regnans , e ucalyptus sideroxylon.
Procédé selon la revendication l’une quelconque des revendications précédentes, l’un au moins des marqueurs étant constitué par des vaisseaux de feuillu(s).
Procédé selon la revendication précédente, dans lequel on procède à l’analyse de la forme des vaisseaux et ladite information est générée au moins sur la base du résultat de cette analyse.
Procédé selon la revendication précédente, dans lequel lors de l’analyse de la forme on calcule au moins un ratio entre la longueur des vaisseaux et leur largeur.
Procédé selon la revendication précédente, dans lequel on détermine au cours de l’analyse si ledit ratio est compris entre 0,7 et 4,5, mieux entre 0,8 et 4, encore mieux entre 0,9 et 3,5, mieux entre 1 et 3, mieux entre 1,1 et 2,5, mieux entre 1,2 et 2, par exemple de l’ordre de 1,8.
Procédé selon l’une quelconque des trois revendications immédiatement précédentes, dans lequel on dénombre les vaisseaux ayant une forme sensiblement rectangulaire en section transversale.
Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel pour procéder à l’analyse on met le substrat en contact avec une substance adaptée à colorer sélectivement au moins l’un desdits marqueurs.
Procédé selon la revendication précédente, dans lequel ladite substance est une solution de réactif d’Herzberg.
Procédé selon l’une des deux revendications immédiatement précédentes, dans lequel au cours de l’analyse on dénombre les marqueurs colorés.
Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, l’analyse du substrat s’effectuant sans destruction du document.
Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on vérifie également la présence sur le document d’un ou plusieurs éléments de sécurité, le ou les éléments de sécurité étant notamment choisis parmi : un fil de sécurité, une planchette, une structure tricotée sécurisée, un film de sécurité, un filigrane, un élément optiquement variable (dit « OVD »), notamment un hologramme, un traceur se présentant sous la forme d’une matière capable de générer un signal spécifique lorsque soumise à une excitation électrique, magnétique ou électromagnétique, notamment optique.
Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, l’analyse du substrat se faisant par analyse automatique d’image.
Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, le substrat analysé comportant entre 2 et 50%, en masse par rapport à la masse du substrat, d’un ou plusieurs composés, de préférence des vaisseaux, extraits de de feuillu, notamment d’eucalyptus, mieux entre 3 et 40%, mieux entre 5 et 30%.
Document de sécurité comportant un substrat papetier comportant entre 2 et 50%, en masse par rapport à la masse du substrat, d’un ou plusieurs composés, de préférence des vaisseaux, extraits de feuillu, notamment d’eucalyptus, mieux entre 3 et 40%, mieux entre 5 et 30%,
le document de sécurité comportant un ou plusieurs éléments de sécurité intégrés ou rapportés sur le substrat.
Document de sécurité selon la revendication précédente, le ou les éléments de sécurité étant choisis parmi : un fil de sécurité, une planchette, une structure tricotée sécurisée, un film de sécurité, un filigrane, un élément optiquement variable (dit « OVD »), notamment un hologramme, un traceur se présentant sous la forme d’une matière capable de générer un signal spécifique lorsque soumise à une excitation électrique, magnétique ou électromagnétique, notamment optique.
Document de sécurité selon l’une des deux revendications précédentes, l’eucalyptus étant choisi parmi les espèces d’eucalyptus suivantes :eucalyptus globulus, eucalyptus camaldulensis, eucalyptus rostrata, eucalyptus citriodora, eucalyptus cordata, eucalyptus deglupta, eucalyptus gundal, eucalyptus gunnii, eucalyptus pauciflora, eucalyptus radiata, eucalyptus regnans, eucalyptus sideroxylon.
Document de sécurité selon l’une quelconque des revendications 17 à 19, le document de sécurité étant choisi parmi : un billet de banque, un chèque, une carte bancaire ou un ticket restaurant, un document d'identité, tel qu'une carte d'identité, un visa, un passeport ou un permis de conduire, un ticket de loterie, un titre de transport ou encore un ticket d'entrée à des manifestations culturelles ou sportives.
Document de sécurité selon l’une quelconque des revendications 17 à 20, le substrat comportant des composés extraits d’au moins deux essences de feuillus différentes, notamment d’une part d’eucalyptus et d’autre part d’un feuillu choisi parmi : bouleau, charme, châtaigner, chêne, hêtre, liquidambar styracifère, nyssa, peuplier, tulipier d’Amérique.