Nouvelles techniques de protection et d'authentification d'imprimés de valeur

New optical techniques for protection and authentication of value documents

• Auteur / Autrice : Marie Dejean
• Direction : Jean-Louis de Bougrenet de la Tocnaye
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Photonique
• Date : Soutenance le 26/05/2020
• Etablissement(s) : Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Atlantique Bretagne Pays de la Loire
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Matière, Molécules Matériaux et Géosciences (Le Mans)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Département Optique
• Partenaire(s) de recherche : Entreprise : Oberthur Fiduciaire
• Jury : Président / Présidente : Pascal Picart
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Louis de Bougrenet de la Tocnaye, Anne Blayo, Guillaume Druart
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Anne Blayo, Guillaume Druart

Mots clés

Mots clés contrôlés

Authentification

Protection

Billets de banque

Fresnel, Lentilles de

Mots clés libres

Micro-optiques

Microlentilles

Multiscopie

Micro-optics

Microlenses

Multiscopy

Résumé

La sécurité des documents de valeur (billets de banque) est primordiale pour lutter contre la contrefaçon. Des techniques optiques, garantissant protection et authentification de ces documents par des effets visuels induits par le mouvement de parallaxe de l’observateur, ont été étudiées. Nous nous sommes intéressés à la multiscopie utilisant un réseau 2D de microlentilles et un réseau de micro-images. D’une part, nous avons développé un système de protection par encryptage spatial d’un réseau de lentilles de Fresnel décentrées. Les micro-images sont alors adaptées afin qu’un symbole apparaisse sous un certain angle. La protection résulte du caractère indissociable des deux réseaux. D’autre part, nous avons développé de nouveaux effets visuels basés sur des mouvements 3D non-monotones : leur cinétique caractéristique est une façon d’authentifier les documents tout en les rendant attractifs visuellement. Le dimensionnement des systèmes multiscopiques amène à des obstacles quant à leur miniaturisation, en raison de la très haute résolution nécessaire des micro-images. Des solutions pour revenir à des résolutions abordables, et respectant le cahier descharges, ont été proposées. Du fait des limites technologiques rencontrées, un autre type de système basé sur le phénomène de réflexion spéculaire a été étudié. Des micro-structures réfléchissantes créent des effets de contraste lumineux et de mouvements grâce au mouvement de parallaxe. Cela permet de créer des mouvements simples mais très fluides contrairement à la multiscopie qui permet des mouvements complexes mais saccadés. Enfin, nous présentons les avantages et inconvénients des différentes techniques explorées.

The security of valuable documents (banknotes) is essential to prevent counterfeiting. In this context, we have developed optical techniques that guarantee protection and authentication of valuable documents by creating visual effects induced by the observer’s motion parallax. In particular, we have focused on multiscopy using a two-dimensional microlens array and micro-images. First, we have developed a protection system by applying spatialen cryption through the use of off-center Fresnel lenses. The micro-images are adapted accordingly, so that a symbol appears at a precise angle. The protection results from the necessary association of both arrays (microlenses and micro-images). Second, we have developed new visual effects, based on non monotonic motion-in-depth. The kinetics of the seeffects is very characteristic and is a way to authenticate the documents thanks to impressive effects. The multiscopic systems scaling leads to a barrier to miniaturizing these systems, since they require a very high resolution for the micro-images. Solutions have been proposed to use accessible resolutions while satisfying the specifications. Because of the encountered technological difficulties, we have also explored a completely different type of system, only based on the phenomenon of specular reflection. Reflective micro-structures create luminous contrast and movement effects also thanks to parallax motion. This technique allows to create simple but very fluid movements unlike microlenses that allow complex movements and objects but jerky trajectories. Finally, we present a comparison between the various technique with the advantages and disadvantages of each one.