Document pliable à dispositif électronique sans contact à perturbateur

La présente invention concerne la sécurisation du fonctionnement d'un document pliable à dispositif électronique adapté à la technologie de communication sans contact telle que celle décrite dans la norme ISO 14443.

Elle concerne aussi une entité électronique pliable comportant un tel dispositif électronique sans contact intégré à un support pliable, tel qu'un passeport, permis de conduire ou, plus généralement, un document d'identité qu'un porteur peut être amené à présenter lors des contrôles d'identité.

Elle concerne également un document constitué de deux parties formées chacune d'une carte conforme à la norme ISO 7816 et reliées l'une à l'autre de manière flexible par l'un de leurs côtés. Elle trouve une application aussi bien dans la technologie de communication sans contact que dans la technologie duale ou hybride dans laquelle le dispositif électronique comporte en outre une interface de communication à contact.

Il a déjà été proposé d'intégrer à un document de sécurité, comportant en pratique des données imprimées destinées à permettre un contrôle d'identité, un dispositif électronique sans contact, par exemple un circuit intégré à microprocesseur, destinée à communiquer avec l'extérieur au moyen d'une antenne, de manière à permettre un échange d'informations sans contact entre ce document et une station externe de contrôle. Typiquement, l'échange de données est réalisé à l'initiative du lecteur (le lecteur envoie des commandes auxquelles le dispositif électronique sans contact répond).

Un tel document de sécurité permet d'échanger des données plus riches en information que des caractères imprimés ou même une photo, telles que des données biométriques et, le cas échéant, vérifier la compatibilité entre les données imprimées et les données stockées, de sorte à détecter toute tentative de corruption des données imprimées.

Toutefois, ce principe de lecture sans contact des données contenues dans le circuit intégré se heurte à la réticence bien compréhensible que ces données puissent être lues à l'insu du porteur, par des systèmes pouvant être non autorisés. On connaît déjà des solutions permettant d'empêcher une telle lecture intempestive. Par exemple, le document WO-2005/045754, identifie deux positions de référence du document, par exemple les positions « ouverte » et « fermée » et prévoit que la lecture des données n'est possible que dans l'une ou l'autre de ces positions. à cet effet, le circuit intégré est connecté à au moins un élément de couplage avec l'extérieur et cet élément de couplage est capable, selon la configuration du document de sécurité, d'échanger des informations, ou non, avec l'extérieur. Dans le document précité, l'élément de couplage est une antenne réalisée sur deux feuilles : selon la géométrie de cette antenne et selon la configuration instantanée du document, l'élément de couplage est opérant, ou non, un champ électromagnétique. Si, dans un premier mode de réalisation, l'antenne a des spires qui sont chacune en partie réalisée sur chacune desdites feuilles, cette antenne permet un échange lorsque le document est ouvert (les spires présentes une section maximale d'échange), tandis que lorsque le document est fermé les moitiés de chaque spire sont superposées de sorte qu'elles définissent conjointement une section nulle, interdisant tout échange avec l'extérieur. Une situation inverse est obtenue lorsque l'antenne est réalisée en forme de 8, avec un croisement des pistes d'antenne en regard de la ligne de pliage entre les feuilles : dans cette configuration, il ne peut y avoir d'échange que lorsque le document est fermé.

Toutefois, un tel document de sécurité requiert une connexion électrique flexible entre les deux feuilles dont la mise en œuvre est coûteuse et pose des problèmes de flexibilité.

La présente invention apporte justement une solution à ce problème. Elle porte sur un document pliable comportant un support muni d'au moins des première et seconde parties adaptées à pivoter l'une par rapport à l'autre autour d'un axe de pliage longeant des bords de ces parties et un

dispositif électronique sans contact monté dans la première partie du support et comportant un microcircuit électronique et une antenne connectée électriquement à ce microcircuit électronique, et adaptée à être couplée (électro)magnétiquement avec une station externe de lecture, ce microcircuit électronique étant adapté à échanger des informations avec l'extérieur.

Selon une définition générale de l'invention, la quasi-totalité de l'antenne s'étend sur environ la moitié de la surface de la première partie située à proximité de l'axe de pliage, et la seconde partie est pourvue de moyens de perturbation du couplage électromagnétique, disposés sensiblement au droit de l'antenne lorsque les première et seconde parties sont sensiblement superposées l'une par rapport à l'autre, et aptes à rendre inopérant ou opérant l'échange des informations avec l'extérieur en fonction de l'écart angulaire entre les première et seconde parties.

En pratique, les moyens de perturbation comprennent des moyens d'atténuation du couplage électromagnétique appartenant au groupe formé par un élément passif du type plan conducteur comportant un motif choisi, ou circuit formant résonateur, et un élément actif.

Par exemple, le microcircuit électronique fonctionne à une fréquence inférieure à 100 MHz, telle que comprise entre 13 et 15 MHz, typiquement égale à environ 13,56 MHz et comporte une largeur de bande de l'ordre de 1 MHz.

Par exemple, l'antenne s'étend sur la quasi-totalité du bord de la première partie longeant l'axe de pliage.

De leur côté, selon une réalisation, les moyens de perturbation s'étendent sur sensiblement plus de la moitié de la surface de la seconde partie située à proximité de l'axe de pliage.

Par exemple, les moyens de perturbation s'étendent sur la quasi- totalité du bord de la seconde partie longeant l'axe de pliage.

Selon une réalisation, l'antenne comprend un enroulement conducteur connecté au microcircuit électronique.

Par exemple, l'antenne est de forme rectangulaire, avec le plus grand côté longeant l'axe de pliage.

Selon encore une autre réalisation, le centre géométrique de l'antenne est placé dans le premier quart de la première partie situé relativement à proximité de l'axe de pliage.

Par exemple, le bord droit de l'antenne est situé à une distance de l'axe de pliage comprise entre 2 et 15 mm, environ de 5 mm.

Selon une autre caractéristique de l'invention, l'échange d'informations avec l'extérieur est rendu inopérant par les moyens d'atténuation pour un écart angulaire compris entre 0° et 45°, par exemple entre 0° et 20°.

D'une manière générale, Ie document appartient au groupe formé par des documents de sécurité, des documents d'identité, des passeports, des permis de conduire.

La présente invention a également pour objet une entité électronique pliable comportant un support muni d'au moins des première et seconde parties adaptées à pivoter l'une par rapport à l'autre autour d'un axe de pliage longeant des bords de ces parties et un dispositif électronique sans contact monté dans la première partie du support et comportant un microcircuit électronique et une antenne connectée électriquement à ce microcircuit électronique, et adaptée à être couplée électromagnétiquement avec une station externe de lecture, ce microcircuit électronique étant adapté à échanger des informations avec l'extérieur.

Selon un autre aspect de l'invention, la quasi-totalité de l'antenne s'étend sur environ la moitié de la surface de la première partie située à proximité de l'axe de pliage, et la seconde partie est pourvue de moyens de perturbation du couplage électromagnétique, couplés à ladite antenne, et disposés sensiblement au droit de l'antenne lorsque les première et seconde parties sont sensiblement superposées l'une par rapport à l'autre, et aptes à rendre inopérant ou opérant l'échange des informations avec l'extérieur en fonction de l'écart angulaire entre les première et seconde parties.

La présente invention a enfin pour objet un procédé de commande d'échanges d'informations entre un document pliable et une station externe de lecture, ledit document pliable comportant un support muni d'au moins des première et seconde parties adaptées à pivoter l'une par rapport à l'autre autour

d'un axe de pliage longeant des bords de ces parties et un dispositif électronique sans contact monté dans la première partie du support et comportant un microcircuit électronique et une antenne connectée électriquement à ce microcircuit électronique, et adaptée à être couplée (électro)magnétiquement avec une station externe de lecture, ce microcircuit électronique étant adapté à échanger des informations avec l'extérieur.

Selon encore un autre aspect de l'invention, on prévoit d'étendre la quasi-totalité de l'antenne sur environ la moitié de la surface de la première partie située à proximité de l'axe de pliage, on prévoit d'équiper la seconde partie de moyens de perturbation du couplage électromagnétique, disposés sensiblement au droit de l'antenne lorsque les première et seconde parties sont sensiblement superposées l'une par rapport à l'autre, et les moyens de perturbation rendent opérant ou inopérant l'échange des informations avec l'extérieur en fonction de l'écart angulaire entre les première et seconde parties. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description détaillée ci-après et des dessins dans lesquels :

- la figure 1 représente schématiquement la chaîne du traitement du signal dans un document pliable selon l'invention ;

- la figure 2 est une représentation schématique du document pliable en position ouverte selon l'invention ;

- la figure 3 est une représentation schématique d'un dispositif électronique sans contact selon l'art antérieur ;

- la figure 4 est un schéma équivalent du dispositif électronique sans contact de la figure 3 ; - la figure 5 est une courbe illustrant le TOS du dispositif électronique sans contact de la figure 3 aux bornes de la charge Rie et Cic du microcircuit ;

- la figure 6 représente schématiquement l'échange de données entre le dispositif électronique sans contact de la figure 3 et une station externe selon l'art antérieur ;

- les figures 7, 8 et 9 représentent le couplage de l'installation de la figure 6 lorsque le lecteur est respectivement à la distance 0,5 ISO, 1 ISO et 2 ISO selon l'art antérieur ;

- la figure 10 représente schématiquement un premier exemple de réalisation de moyens de perturbation du couplage du dispositif électronique de la figure 3 selon l'invention ;

- la figure 11 illustre le TOS de l'installation de la figure 10 selon l'invention ;

- la figure 12 représente le dispositif électronique sans contact de la figure 10 placé à proximité de l'antenne d'un lecteur selon la norme ISO

10773 ;

- les figures 13, 14 et 15 représentent schématiquement le couplage de l'installation de la figure 3 lorsque le lecteur est respectivement à la distance 0,5 ISO, 1 ISO et 2 ISO selon l'invention ; - les figures 16, 17 et 18 représentent schématiquement Ie TOS de l'installation de la figure 12 lorsque le lecteur est respectivement à la distance 0,5 ISO, 1 ISO et 2 ISO selon l'invention ;

- figure 19 représente schématiquement un second exemple de réalisation des moyens de perturbation selon l'invention ; - les figures 20 à 23 relatives au second mode de réalisation des moyens de perturbation sont similaires respectivement aux figures 11, 12, 14, 17 relatives au premier mode de réalisation des moyens de perturbation selon l'invention ; et

- les figures 24 et 25 sont des tableaux montrant différentes mesures à 0,5 ISO, 1 ISO et 2 ISO.

La description qui va suivre est faite en référence à un document de sécurité formant un passeport constitué de plusieurs feuilles reliées l'une à l'autre selon un axe de pliage. Bien évidemment cette description à base d'un passeport n'est aucunement limitative et peut porter sur d'autres documents de sécurité, tels qu'un permis de conduire, une carte d'identité, un titre de transport, un titre d'abonnement, un document de contrôle d'accès.

En référence à la figure 1 , le document pliable est constitué d'un dispositif électronique sans contact 1 constitué d'une antenne 2, et d'un microcircuit 3 connecté électriquement à ladite antenne 2. L'antenne 2 est également couplée (électro)magnétiquement à une station externe 5. Selon l'invention, des moyens de perturbation 7 sont couplés électromagnétiquement à l'antenne 2 de manière à atténuer le signal 6 émis par le lecteur 5 et reçu par l'antenne 2, de telle sorte que le signal 4 provenant du lecteur 5 à destination de l'antenne 2 et du microcircuit 3 soit atténué. Une telle atténuation du signal 4 a pour but de rendre inopérant l'échange de données entre le microcircuit 3 et la station 5 lorsque le document pliable est dans une configuration que l'on décrira plus en détail ci-après.

En référence à la figure 2, le document pliable de sécurité comporte un support 10 muni d'au moins des première et seconde parties 12 et 14 adaptées à pivoter l'une par rapport à l'autre autour d'un axe de pliage 16 longeant des bords 18 et 20 respectivement de la partie 12 et de la partie 14.

Les parties 12 et 14 peuvent occuper une pluralité de positions entre une position dite « fermée », dans laquelle lesdites parties 12 et 14 sont superposées et forment entre elles un angle de 0° et une position dite « ouverte », dans laquelle les parties forment entre elles un angle supérieur ou égal à 90°. Les parties 12 et 14 peuvent former la couverture d'un document de sécurité comportant plusieurs feuilles intercalées entre les faces internes desdites parties 12 et 14. Les parties 12 et 14 peuvent aussi être des feuilles quelconques de ce document de sécurité.

Par exemple, les dimensions du passeport sont 125x90 mm. Une fois fermé, l'épaisseur du passeport est de l'ordre de 2 mm.

En pratique, le dispositif électronique sans contact 1 est monté dans l'épaisseur de la première partie 12 du support 10. Le dispositif électronique sans contact 1 comporte un microcircuit électronique 3 et une antenne 2 connectée électromagnétiquement audit microcircuit électronique 3. L'antenne 2 est couplée électromagnétiquement avec l'antenne d'une station externe de lecture 5. Le microcircuit 3 est adapté à échanger des informations avec l'extérieur.

Comme indiqué en référence à la figure 1 , la contre-mesure évitant la lecteur frauduleuse du document (anti skimming en anglais), consiste ici à atténuer le signal 6 entre le lecteur 5 et l'antenne 2 Comme on le verra plus en détails ci-après, cette atténuation se porte essentiellement sur l'aspect puissance du signal 4. Le courant généré par l'antenne 2 est proportionnel au flux généré par le champ magnétique de l'antenne du lecteur 5, donc proportionnel à l'atténuation des moyens perturbateurs 7. Il convient alors de vérifier une certaine implantation relative de l'antenne 2 et des moyens de perturbation 7 pour garantir une efficacité d'atténuation du signal de l'antenne du lecteur lorsque le passeport s'ouvre.

En pratique, les moyens d'atténuation du couplage (électro)magnétique appartiennent au groupe formé par un élément passif du type plan conducteur comportant un motif choisi, ou circuit formant résonateur, et un élément actif. En pratique, la face interne de la partie 14 du support est équipée de moyens de perturbation selon l'invention. Ces moyens de perturbation 7 sont couplés à l'antenne 2 et disposés sensiblement au droit de l'antenne lorsque les première et seconde parties 12 et 14 sont sensiblement superposées l'une par rapport à l'autre. Ces moyens d'atténuation et/ou perturbation rendent inopérant l'échange des informations avec l'extérieur en fonction de l'écart angulaire entre les parties 12 et 14 du document 10.

Par exemple, le microcircuit électronique 3 fonctionne à une fréquence inférieure à 100 MHz, notamment entre 13 et 15 MHz et, de préférence, 13,56 MHz avec une plage d'une largeur de l'ordre de 1 MHz. De préférence, la disposition relative à l'antenne 2 vis-à-vis du perturbateur 7 est choisie de telle sorte que la distance qui les sépare soit minime lorsque le document s'ouvre.

En référence à la figure 2, on voit que l'antenne 2 occupe la quasi- totalité du bord 18 situé à proximité de l'axe de pliage 16. Par contre, cette antenne 2 a une largeur L12 limitée le long du bord 19 tout en gardant un couplage suffisant avec l'antenne du lecteur. Par exemple, le résonateur 7 est choisi de telle sorte qu'il occupe la plus grande surface possible (largeur L14 le

long du bord 21 de la partie 14 supérieure à largeur L12 le long du bord 19 de la partie 12), par exemple toute la surface disponible de la feuille 14 du passeport 10.

En vue d'obtenir une influence maximale entre l'élément perturbateur 7 et l'antenne 2, les éléments 7 et 2 sont disposés le plus proche possible de l'axe de pliage 16. Une telle disposition permet en outre d'obtenir une faible distance entre les éléments 7 et 2, lorsque le passeport s'ouvre, c'est-à-dire lorsque les parties 12 et 14 du passeport sont pivotées avec un angle supérieur à quelques degrés. La communication avec le microcircuit est ainsi rendue inopérante même dans le cas d'un écart angulaire de quelques degrés.

Par exemple, le bord droit de l'antenne 2 est situé à une distance d de l'axe de pliage 16 comprise entre 2 et 15 mm, typiquement 5 mm, notamment afin d'améliorer la fiabilité du montage des différents éléments du dispositif conforme à l'invention. L'antenne 2 et le perturbateur 7 peuvent être fabriqués en cuivre ( réalisation par gravure d'une couche de cuivre préalablement déposée sur le support) ou à l'aide d'une encre conductrice imprimée par sérigraphie.

De préférence, le perturbateur 7 et l'antenne 2 sont réalisés lors de la même étape de fabrication. Dans le cas d'un passeport, l'antenne 2 et le résonateur 7 sont en pratique réalisés sur une couche intermédiaire de la couverture, cette couche intermédiaire étant laminée avec d'autres couches pour former la couverture et recevoir le dispositif conforme à l'invention.

En référence à la figure 3, le dispositif électronique 1 sans contact comprend un microcircuit 3 connecté aux bornes 26 et 27 de l'antenne 2 formée d'un enroulement conducteur à plusieurs spires 29.

En référence à la figure 4, le microcircuit électronique 3 est représenté classiquement par une résistance Rj _C et une capacité Cj ₀ en parallèle. La valeur de la résistance Rj _C est par exemple de 700 ω et la capacité de est de 19 pF. L'antenne 2 est représentée par l'association série d'une inductance L _a (5154 nH par exemple) et d'une résistance R ₃ (4,998 ω par exemple). Lorsque l'antenne 2 est formée d'une pluralité de spires, on modélise

également l'antenne avec une capacité interspires C _a (par exemple 0,26 pF) connectée en parallèle à l'inductance L _a .

En référence à la figure 5, on a représenté le taux d'onde stationnaire TOS (SWR en anglais) en fonction de la fréquence. Ce TOS qualifie l'adaptation entre l'antenne 2 et le microcircuit 3. Lorsque le TOS est égal à 1 , l'adaptation est idéale.

En référence à la figure 6, on a représenté l'antenne d'un lecteur 5 (station antenne) dont les paramètres (dimensions de l'antenne ou du lecteur) sont conformes à la norme ISO 10373. En référence aux figures 7, 8 et 9, on a représenté le couplage entre le lecteur 5 chargé par une résistance de 50 Ohms et l'antenne 2 chargée par le microcircuit 3, respectivement aux distances du lecteur correspondant à 0,5 ISO (18,75 mm), 1 ISO (37,5 mm) et 2 ISO (75 mm).

On observe que la fréquence à couplage maximum ne varie pas ou très peu.

Il convient de noter que le microcircuit est conçu pour fonctionner sur une plage de fréquences bien définie. En dehors de cette plage, le microcircuit ne fonctionne absolument plus, quelque soit la puissance du signal reçu.

Typiquement, cette plage est centrée sur 13,56 MHz et s'étend sensiblement sur moins de 1 MHz.

En référence à la figure 10, on a représenté un premier mode de réalisation des moyens de perturbation selon l'invention.

La forme du perturbateur est un plan conducteur formant un rectangle plein de 120 x 80 mm. Par exemple, le plan conducteur 7 est déposé par sérigraphie sous la forme d'une encre conductrice.

Le plan conducteur 7 est représenté en couplage avec le dispositif électronique sans contact de la figure 3. Cette représentation correspond à la configuration dans laquelle les parties 12 et 14 du support 10 de la figure 2 sont sensiblement superposées l'une sur l'autre avec l'antenne au droit du résonateur.

En référence à la figure 11 , on a représenté le taux TOS de l'équipement décrit en référence à la figure 10.

On observe une mauvaise adaptation (TOS = 42,22) à la fréquence de 18,51 MHz.

En référence à la figure 12, on a représenté le dispositif électronique sans contact de la figure 10 placé à proximité de l'antenne d'un lecteur selon la norme ISO 10773.

En référence aux figures 13, 14 et 15, on a représenté le couplage entre le lecteur 5 et l'antenne 2 à des distances respectives du lecteur correspondant à 0,5 ISO, 1 ISO et 2 ISO.

On observe le plus fort couplage de - 15,88 dB à 13,92 MHz pour 0,5 ISO ; le plus fort couplage de - 19,22 dB à 13,72 MHz pour 1 ISO et le plus fort couplage de - 26,45 dB à 13,6 MHz pour 2 ISO.

On constate également que la fréquence à couplage maximum ne varie pas ou très peu.

En référence aux figures 16, 17 et 18, on a représenté le TOS1 de l'adaptation du lecteur 5 et le TOS2 de l'antenne 2 à des distances respectives du lecteur correspondant à 0,5 ISO, 1 ISO et 2 ISO.

On observe, pour TOS1 , la meilleure adaptation de 1 ,54 à 13,60 MHz pour 0,5 ISO ; la meilleure adaptation de 1 ,25 à 13,58 MHz pour 1 ISO et la meilleure adaptation de 1 ,05 à 13,56 MHz pour 2 ISO. On observe, pour TOS2, la meilleure adaptation de 3,49 à 13,61

MHz pour 0,5 ISO ; la meilleure adaptation de 7,07 à 13,59 MHz pour une distance de 1 ISO ; et la meilleure adaptation de 24,88 à 13,57 MHz pour 2 ISO.

On voit que l'adaptation du lecteur (TOS1 ) et celle de l'antenne (TOS2) varient. C'est la mutuelle inductance entre l'antenne 2 et celle du lecteur 5 d'une part et l'effet de l'élément perturbateur d'autre part qui en sont la cause.

En référence à la figure 19, on a représenté un second mode de réalisation du parasite perturbateur 7 selon l'invention. Le résonateur 7 comprend un plan conducteur de forme rectangulaire de dimensions 120 mm x 39,5 mm.

Le perturbateur 7 est disposé ici par rapport à l'antenne 2 et le microcircuit 3 lorsque le support 10 est fermé.

En référence à la figure 20, on a représenté le TOS entre l'antenne 2 du dispositif éclectronique sans contact de la figure 19 et le microcircuit 3. On observe la meilleure adaptation de 42,23 à la fréquence de 18,46 MHz.

En référence à la figure 21 , on a représenté le dispositif électronique sans contact de la figure 19 placé à proximité de l'antenne d'un lecteur selon la norme ISO 10773.

En référence à la figure 22, on a représenté Ie couplage de l'équipement décrit en référence à la figure 19 placé à une distance de l'antenne du lecteur 5 égale à 1 ISO. On observe un couplage maximal de - 17,45 dB à 13,64 MHz.

En référence à la figure 23, on a représenté le TOS 1 de l'adaptation de l'antenne du lecteur 5 et le TOS2 de l'adaptation de l'antenne 2 à une distance de 1 ISO (37,5 mm).

On observe, pour TOS1 , la meilleure adaptation de 1 ,54 à 13,60 MHz.

On observe, pour TOS2, la meilleure adaptation de 43,96 à 13,64 MHz. En référence aux figures 24 et 25, on a représenté des mesures qui montrent l'efficacité relative des différents perturbateurs décrits ci-avant.

Par exemple, on obtient un non fonctionnement du microcircuit jusqu'à un angle d'ouverture de 20° pour un perturbateur tel que décrit en référence aux figures 10 à 18. On peut obtenir un tel non fonctionnement jusqu'à 45° d'écart angulaire entre les parties 12 et 14 du support 10 (figure 2).