Un procédé micro-optique pour déjouer les contrefaçons

Le temps des faussaires est encore loin d’être révolu. Même si les mesures de protection contre les contrefaçons se diversifient, les progrès des méthodes de scanning et d’impression facilitent aussi la fabrication de faux en tous genres: billets de banque, passeports, articles électroniques, montres, médicaments, etc. Dans cette course à la protection des biens, des chercheurs de l’EPFL apportent leur pierre. Ils proposent un nouveau système d’authentification combinant deux techniques complexes et permettant de réaliser des images pratiquement impossibles à reproduire. Leur découverte a été récemment publiée dans Light, une revue dédiée à la recherche dans le domaine optique, ainsi que dans Nature.

C’est la conjugaison des spécialités respectives de deux équipes de chercheurs de l’EPFL, celles des professeurs Roger D. Hersch et Jürgen Brügger, qui a permis cette réalisation: la technique du moiré et la microlithographie, une technique de fabrication des circuits par gravure à l’échelle du micromètre. Ils ont ainsi obtenu une image dynamique et miniaturisée, qui offre notamment une alternative intéressante aux hologrammes, aujourd’hui relativement faciles à reproduire ou à modifier.

Le moiré est un phénomène optique bien connu. Il résulte d’une interférence entre deux structures composées chacune de parties sombres et claires et qui sont superposées. On l’observe par exemple si l’on fait glisser deux grillages placés l’un derrière l’autre. Ou encore lorsque l’on porte une chemise à rayures à la TV, le motif de l’habit se superposant à la trame lignée de l’écran.

Au Laboratoire de systèmes périphériques, Roger Hersch, Sylvain Chosson et Isaac Amidor ont développé des modèles mathématiques permettant de décrire, reproduire et contrôler cet effet. Il est ainsi possible de créer des moirés faisant défiler des motifs ou des lettres, indétectables si les deux couches ne sont pas superposées. Ils ont également pu réaliser des moirés polychromatiques ou avec des tramés ondulés ou courbés.

Utilisés depuis plusieurs années déjà dans le domaine de la lutte contre la contrefaçon, des moirés se trouvent notamment sur les billets de 1000 couronnes suédois ou de 100 pesos mexicains. Les chercheurs de l’EPFL en proposent maintenant une forme totalement inédite.

Extrême précision

Cette invention s’avère très intéressante en matière de sécurité à de multiples égards. Premièrement, malgré leur petite taille (environ 0.5×0.5 cm), les motifs moiré sont aisément reconnaissable à l’œil nu. Tester leur authenticité ne nécessite donc pas de lampe à infra-rouge ni de microscope. Ensuite, le procédé offre la possibilité d’obtenir des images complexes et en haute définition: près de 10'000 dpi, alors que les machines d’impression les plus performantes ne peuvent aller que jusqu’à une résolution effective de 1200 dpi. Une variation de quelques microns seulement dans la superposition des deux couches qui composent le moiré engendre une forte déformation. Toute manipulation est donc aisément repérable.

Victor Cadarso et Jürgen Brugger, du Laboratoire de microsystèmes, ont défini un processus de fabrication en utilisant un équipement spécifiquement destiné aux nanostructures. Les motifs de la couche de base du moiré sont réalisés avec une fine couche d’or. En guise de couche révélatrice, on utilise un assemblage de microlentilles d’une grosseur de 50 microns chacune. «Nous avons développé un protocole de fabrication complexe, qui requiert une extrême précision en matière de diamètre, de courbure et de coulage de ces lentilles, explique Jürgen Brügger. Le tout rend ces moirés simplement impossibles à imiter avec des systèmes d’impression traditionnels». Pour la suite, les chercheurs affineront le procédé et testeront différents modèles, réalisés avec d’autres matériaux et intégrant des couleurs.