Microstructuration de revêtements luminescents pour la lutte anti-contrefaçon et la traçabilité

Microstructuring of luminescent coatings for anti-counterfeiting and traceability

• Auteur / Autrice : Léa Marichez
• Direction : Yves Jourlin, Geneviève Chadeyron
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie des matériaux, nanomatériaux et procédés
• Date : Soutenance le 06/04/2023
• Etablissement(s) : Université Clermont Auvergne (2021-...)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences fondamentales (Clermont-Ferrand)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Chimie de Clermont-Ferrand (Aubière, Puy-de-Dôme ; 2012-....)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Michel Wong Chi Man, Daniel Zambon
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Véronique Jubera, Christian Seassal

Mots clés

Mots clés contrôlés

Authentification

Mesures de sûreté

Matériaux optiques

Luminophores

Mots clés libres

Microstructuration

Revêtements luminescents

Sol-gel

Nanoimprint

Réseau de diffraction

Réseaux résonants

Anti-contrefaçon

Microstructuring

Luminescent coatings

Sol-gel

Nanoimprint

Diffraction grating

Resonant gratings

Anti-counterfeiting

Résumé

Les travaux de cette thèse s’inscrivent dans le développement de nouveaux composants optiques de sécurité et d’authentification permettant de lutter contre le fléau grandissant de l’anticontrefaçon et de la falsification des produits et des documents. Cette thèse concerne plusieurs champs disciplinaires parmi lesquelles nous pouvons citer : la chimie (chimie douce et sol-gel), l’optique (diffractive) ou encore des micro et nanotechnologies (micro-nano structuration de surface). Les travaux issus de cette thèse ont permis de développer des composants optiques associant des effets optiques linéaires tels que des effets diffractifs (diffraction et résonance de mode guidé) et des effets non-linéaires basés sur l’émission de lumière de matériaux luminescents. Les résultats obtenus ont conduit à la mise en place d’outils technologiques et théoriques pour designer de nouvelles structures diffractives (structuration périodiques) sur des couches minces sol-gel incorporant des luminophores. La structuration de couches luminescentes a permis d’exalter la luminescence mais aussi de conduire à des effets de résonance de mode guidé lorsqu’on considère des couches de haut indice. Cette combinaison a permis de mettre en évidence des effets visuels optiques différents, remarquables et uniques, difficilement reproductibles, ouvrant la voie à de nouveaux composants optiques de sécurité de haut niveau de protection.

The scope of this thesis is the development of new optical components for security and authentication to fight against the growing scourge of anti-counterfeiting and falsification of products and documents. This multidisciplinary thesis concerns the disciplinary fields of chemistry (soft chemistry and sol-gel), optics (diffractive) and micro and nanotechnologies (micro-nano surface structuring). The work resulting from this thesis has allowed the development of optical components combining linear optical effects such as diffractive effects (diffraction and guided mode resonance) and non-linear effects based on the emission of phosphors. The results obtained have led to the development of technological and theoretical tools to design new diffractive structures (periodic patterning) on sol-gel thin films incorporating phosphors. The structuring of luminescent layers has allowed to enhance the luminescence but also to lead to guided mode resonance effects while considering high index layers This combination allowed to highlight different optical effects giving rise to remarkable and unique visual effects, difficult to reproduce, opening the way to new optical security components with high level of protection.