On réalise, à l'heure actuelle, des pièces de monnaie à structure complexe qui sont très difficiles à contrefaire. Pour fabriquer ces pièces de monnaie difficilement falsifiables, on doit utiliser des alliages coûteux et des installations industrielles lourdes.

On réalise en particulier des pièces bimétalliques qui comportent un insert en forme de disque circulaire en un premier matériau métallique et une couronne circulaire en un second matériau métallique, les 2 éléments constitutifs de la pièce de monnaie étant assemblés par sertissage.

L'un des éléments constitutifs (généralement l'insert) est lui-mme réalisé sous formé polymétallique, par exemple par plaquage de part et d'au- tre d'une couche interne en un second matériau métallique, de deux cou- ches externes en un troisième matériau métallique.

Les machines dans lesquelles on effectue un paiement automatique au moins partiellement avec des pièces de monnaie jouent un rôle important dans la vie moderne. A l'heure actuelle, 10% des transactions commerciales sont faites par des machine à paiement automatique à pièces. if est donc extrmement important de pouvoir disposer de machines et de pièces telles que les pièces de monnaie authentiques mises en circulation par les autori- tés monétaires soient toutes acceptées et que les contrefaçons électroma- gnétiques soient toutes rejetées.

Les machines à paiement par pièces doivent pouvoir discerner les différentes valeurs des pièces pour lesquelles elles sont conçues et réalisent des opérations telles que des échanges ou la fourniture d'argent sous forme de pièces de monnaie, en plus de la fonction essentielle de discrimination entre les pièces authentiques et les contrefaçons. Les performances des machines à pièces de monnaie ont été considérablement améliorées dans

les dernières années grâce au progrès des microprocesseurs et des trans- ducteurs. Les systèmes de détection des machines à pièces effectuent des discriminations de plus en plus fines ce qui est rendu nécessaire par les ef- forts et l'habilité des contrefacteurs et la demande du public en ce qui concerne la sécurité de fonctionnement de ces machines.

A l'heure actuelle, les efforts pour améliorer les machines à pièces sont essentiellement pris en charge par les fabricants d'automates alors que la qualité de la discrimination dépend pour une partie qui peut tre impor- tante, en particulier dans le cas de pièces de monnaie à structure complexe et à composition polymétallique, de l'analyse précise des matériaux métalli- ques utilisés et des procédés de fabrication des pièces de monnaie. Le pro- blème est rendu d'autant plus complexe que la fabrication d'une mme pièce de monnaie est généralement confiée à plusieurs producteurs ou plusieurs groupes de producteurs.

Les pièces de monnaie sont caractérisées d'abord et de la façon la plus simple par leur diamètre, leur composition et leur masse. Les machines modernes à paiement par pièces mesurent de plus des propriétés physiques des pièces et en particulier des propriétés électromagnétiques de ces piè- ces.

A l'origine dans les machines à pièces, on utilisait surtout le diamè- tre et l'épaisseur des pièces (éventuellement leur masse) pour leur identifi- cation, puisqu'il n'y avait alors qu'un nombre très restreint d'alliages monétai- res.

A l'heure actuelle, la plupart des systèmes électroniques des machi- nes de paiement à pièces mesurent également une propriété du matériau métallique de la pièce, telle que la conductivité ou la perméabilité magnéti- que. II est en effet plus facile de contrefaire la taille d'une pièce que sa cou- leur, sa densité, sa conductivité, sa dureté ou sa perméabilité magnétique qui dépendent de la composition du ou des matériaux métalliques de la pièce.

La plupart des systèmes industriels de détection utilisés actuelle- ment incluent systématiquement l'utilisation de capteurs inductifs, du fait que ces capteurs ne nécessitent pas de contact avec la pièce de monnaie, sont

très sûrs, précis et à bas coûts, et enfin ne craignent pas la saleté et les flui- des qui peuvent recouvrir les surfaces de la pièce de monnaie. De manière habituelle, les capteurs inductifs mesurent l'épaisseur, le diamètre et la conductivité des pièces qui roulent sur la tranche, sur une pente inclinée passant devant des bobines à noyaux en ferrite, placées symétriquement en vis à vis des faces de la pièce en circulation dans la machine. Ces capteurs peuvent tre montés en circuit résonant. Ces capteurs inductifs résonants fonctionnent en moyenne fréquence (quelques dizaines à quelques centai- nes de kHz) et comportent une bobine qui crée un champ axial dans le noyau de ferrite du capteur. La réponse du capteur inductif résonant dépend en particulier des lignes de champ, c'est à dire des trajectoires du champ magnétique à l'intérieur de la pièce de monnaie.

Les courants induits qui se développent dans le matériau de la pièce s'opposent au champ magnétique du capteur et influent de manière impor- tante sur les lignes de champ. L'effet des courants induits est d'autant plus intense que l'on s'enfonce dans l'épaisseur du matériau et l'on considère en générai que tant que l'on ne dépasse pas une profondeur critique appelée "épaisseur de peau 8", le flux magnétique n'est pas gné par les courants induits. Au-delà de cette profondeur, le flux magnétique est neutralisé par les courants induits. L'épaisseur de peau 6 dépend en particulier de la conducti- vité, de la perméabilité magnétique et de la fréquence du courant d'alimenta- tion du capteur qui est un paramètre très important dans un système de dé- tection. En particulier, en jouant sur la fréquence du capteur (plus la fré- quence est forte et plus l'épaisseur de peau 6 est faible), on modifie sensi- blement la profondeur de pénétration du champ électromagnétique dans la pièce de monnaie. Ce champ magnétique peut tre au choix, en fonction de la fréquence, uniquement atténué par le matériau de surface ou bien atténué par plusieurs matériaux superposés dans le cas de matériaux plaqués utili- sés par exemple dans l'insert d'une pièce de monnaie de conception mo- derne.

Dans le cas des capteurs inductifs résonants dont le champ est pra- tiquement perpendiculaire au plan des faces de la pièce, on prend en compte un paramètre appelé profondeur de pénétration critique d°p cette

profondeur étant sensiblement égale à 3 8. L'on peut considérer que toute partie d'un matériau située à plus de 3 8 en profondeur par exemple dans un matériau plaqué constituant un insert d'une pièce de monnaie ne sera pas vue par le capteur et n'influencera donc pas le signal du capteur.

En outre, lorsque l'on utilise un capteur de chaque côté de la pièce, en défilement dans le dispositif de discrimination de la machine à pièces de monnaie, il faut éviter que les flux magnétiques générés par chacun des capteurs ne se rencontrent au centre de la pièce pour éviter l'établissement d'une inductance mutuelle entre les deux capteurs venant affecter sensible- ment le signal de mesure. II faut donc pour les mesures de détection une fréquence et des matériaux tels que d°p < e/2, où e est l'épaisseur de la pièce. Par ailleurs, plus les courants induits sont intenses plus 8 est faible et plus l'atténuation du champ interne est importante et donc plus la perméabi- lité effective µ mat et le flux magnétique (et donc le signal du capteur) dans les matériaux seront faibles et donc difficiles à détecter. La perméabilité ef- fective u mat constitue la moyenne dans l'épaisseur du matériau à la fré- quence de travail du rapport induction sur champ d'excitation. On peut calcu- ler la perméabilité effective dynamique A mat de la pièce, par l'intermédiaire de la perméabilité relative dynamique en fonction de la fréquence et de la perméabilité relative maximale en courant continu u max, rcc- On va donner ci-dessous dans le tableau 1 les résultats relatifs à l'insert d'une pièce d'un Euro d'une épaisseur e = 2,33 millimètres dont la couche interne en nickel présente une épaisseur de 7% de l'épaisseur totale de l'insert, soit 160 um et dont les couches externes sont constituées par du cupronickel CU75 Ni25, c'est à dire un alliage à 75% de cuivre et 25% de nic- kel en masse. Les résultats sont donnés pour des fréquences de 100 et 500 kHz comme il apparaît dans la seconde colonne du tableau et la troisième colonne du tableau donne l'épaisseur de peau 8 en pm. La quatrième co- lonne du tableau donne la perméabilité relative en courant continu 11 max r ccX la cinquième colonne du tableau donne l'épaisseur des couches en millimè- tres et la dernière colonne du tableau donne la perméabilité relative dynami- que µrmat. Matériau f (kHz) # (µ m) µmax,rcc e (mm) µmatr 100 900 0. 45 Cu75 Ni25 500 400 1 2. 0 0.20 100 25 16. 5 Ni 500 11 250 0.16 7. 2

Seule la couche interne de l'insert est magnétique, tes couches ex- ternes en cupronickel n'étant pas magnétiques.

On voit que dans le cas de l'insert d'une pièce d'1 Euro, les maté- riaux non magnétiques étant en surface, la pénétration du champ magnéti- que est d'environ 1,2 millimètre à 500 kHz, c'est à dire précisément e/2, la profondeur de pénétration critique d°p étant sensiblement égale à 3 6. Ainsi le capteur est bien sensible à toute la matière dans la demi-épaisseur de la pièce, il est donc possible de choisir cette fréquence de 500 kHz comme fréquence de mesure.

On utilise un type de capteur tel que le flux magnétique circule majo- ritairement dans le ferrite constituant le noyau et se referme dans la pièce de monnaie définie par les paramètres 11 mat et dcp ainsi que par l'entrefer rési- duel d, c'est à dire la distance entre les faces de la pièce en circulation et les faces de l'inducteur. Dans ce cas, on peut calculer l'inductance du capteur L à partir de la réluctance Rel de la pièce de monnaie.

La réluctance magnétique globale Rel de la pièce de monnaie est exprimée en particulier en fonction de la fréquence et des paramètres µ mat et dop caractérisant le comportement électromagnétique de la pièce de monnaie.

L'inductance L du capteur en la présence de la pièce de monnaie et donc la réponse du capteur sont entièrement liées aux propriétés de la pièce définies par les paramètres p mat et d°p.

Les pièces de conception modernes qui sont destinées à déjouer les efforts des contrefacteurs et en particulier les pièces d'1 et 2 Euros qui se- ront mises en circulation dans le cadre de l'utilisation d'une monnaie unique européenne présentent une structure complexe si bien que la réluctance des pièces et l'inductance d'un capteur de discrimination de ces pièces ne peu- vent pas tre exprimées uniquement en fonction des paramètres envisagés ci-dessus.

Par exemple, la pièce d'un Euro est prévue avec un insert décrit plus haut entouré par une couronne en maillechort de composition CU75 Zn20 Ni5, la couronne et l'insert étant assemblés l'une sur l'autre par sertissage sui- vant une interface circulaire ou plus exactement cylindrique, constituée de la surface périphérique externe 2'de l'insert 2 et de la surface périphérique interne 3'de la couronne 3. La pièce de 2 Euros comporte un insert dont la couche interne est constituée par du nickel et représente 12% de l'épaisseur totale de l'insert, les couches externes étant constituées par du maillechort Cu75 Zn2o Ni 5. Autour de l'insert est sertie une couronne en cupronickel CU75Ni25.

L'analyse du comportement magnétique des pièces complexes telles que les pièces d'1 et 2 Euro se heurte à deux difficultés principales : 1-L'analyse du comportement de l'insert présente des difficultés, du fait que l'insert est réalisé par plaquage de matériaux dont les perméabilités et conductivités électriques sont très différentes, 2-II est de plus nécessaire de prendre en compte la résistance de contact R c à l'interface entre la couronne et l'insert. Les courants induits par le ou les capteurs dans la pièce de monnaie traversent librement l'interface lorsque la résistance de contact est pratiquement nulle. Au contraire, ces courants induits sont totalement séparés les uns des autres dans les deux éléments constitutifs de la pièce de monnaie si la résistance de contact Rc est très supérieure à 0. Pour des valeurs intermédiaires de la résistance de contact Rc, on obtient des situations intermédiaires des courants induits qui conduisent à des valeurs variables de'l'inductance L du capteur en présence d'une pièce de monnaie.

Si la valeur de la résistance de contact Rc n'est pas maîtrisée dans le cadre de la fabrication des pièces de monnaie, la dispersion des valeurs d'inductance L, et donc du signal de réponse du capteur, rendent impossible la réalisation de conditions de discrimination parfaites des pièces authenti- ques par rapport à des contrefaçons mme grossières.

En effet, afin de distinguer les pièces authentiques des contrefa- çons, on fixe une plage d'acceptation des pièces :-lorsque le signal de ré- ponse du capteur en présence d'une pièce est à l'intérieur de cette plage, on considère que la pièce est authentique ; lorsque le signal est en dehors de cette plage, on considère que la pièce est fausse. Afin de distinguer effica- cement les pièces authentiques des pièces contrefaites, la plage d'accepta- tion des pièces doit tre étroite. Cependant, lorsque la valeur de la résis- tance de contact Rc est mal maîtrisée une plage d'acceptation de pièces étroite conduit à un rejet d'une proportion importante de pièces authenti- ques, ce qui est inacceptable. Pour remédier à cet inconvénient, on peut élargir la plage d'acceptation des pièces, mais alors, le risque de considérer comme authentiques des pièces en réalité contrefaites devient important, ce qui est égaiement inacceptable.

Dans ces conditions, les machines de paiement par pièces, quel que soit le moyen de discrimination, ne pourront donc donner satisfaction.

Dans des lots de pièces polymétalliques comportant un insert et une couronne en des matériaux métalliques différents, sertis l'un sur l'autre, on a pu mesurer des résistances de contact variant dans une large plage, ces variations semblant dues aux conditions de formage de l'insert et de la cou- ronne, par exemple par découpage, et à l'opération de sertissage des deux éléments constitutifs de la pièce l'un sur l'autre. En effet, les surfaces des éléments constitutifs de la pièce qui sont assemblés lors du sertissage pour réaliser une interface, peuvent présenter des aspérités à l'échelle microsco- pique, quel que soit le soin apporté à la fabrication des pièces, du fait que la fabrication doit répondre à certains critères de rendement industriel. Au mo- ment du sertissage, les aspérités des surfaces de contact des éléments constitutifs de la pièce réalisent un contact électrique plus ou moins bon en- tre les deux éléments constitutifs de la pièce de part et d'autre de l'interface

et dans des zones plus ou moins continues. II en résulte une dispersion des valeurs de Rc, mme dans une seule fabrication de pièces de monnaie.

Pour le calcul de l'inductance du capteur, on doit prendre en compte la réluc- tance magnétique globale en fonctionnement du matériau qui peut dépendre de façon très sensible de la résistance de contact Rc.

D'autre part, on ne connaît pas de procédés industriels de fabrication de pièces polymétalliques, telles que des pièces de monnaie comportant des éléments constitutifs assemblés par sertissage, qui permettent d'obtenir de manière systématique, des résistances de contact à travers l'interface entre les éléments constitutifs des pièces qui se situent dans un intervalle très étroit.

En dehors des problèmes très importants relatifs à la fabrication de pièces de monnaie, il peut tre nécessaire d'obtenir des pièces comportant des éléments constitutifs assemblés par sertissage dont l'interface de con- tact présente une résistance électrique constante et bien maîtrisée, par exemple pour une utilisation de ces pièces comme composant de dispositifs électriques ou électromagnétiques de types divers.

Le but de l'invention est donc de proposer un procédé de réglage de la résistance de contact de l'interface entre deux composants de pièces poly- métalliques d'un lot de pièces, ce procédé permettant d'obtenir sur toutes les pièces d'une fabrication ou éventuellement de fabrications de provenances diverses, des caractéristiques électromagnétiques et en particulier une réluc- tance magnétique globale en fonctionnement constante, lors du passage de la pièce polymétallique en vis à vis d'un capteur inductif.

Dans ce but, on soumet le lot de pièces à un cycle thermique com- prenant au moins : -une phase au cours de laquelle l'interface est comprimé par dilata- tion différentielle des composants des pièces polymétalliques, et -une phase au cours de laquelle les surfaces de contact de l'inter- face sont mises en contact avec un milieu oxydant, la phase de compression et la phase de mise en contact avec un milieu oxy- dant pouvant tre la mme phase, afin, d'une part, d'écraser les aspérités

des surfaces de contact et, d'autre part, de créer une couche oxydée sur les surfaces de contact.

Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire à titre d'exemple, en se référant aux figures jointes en annexe, l'application du procédé de réglage suivant l'invention à une fabrication de pièces de mon- naie polymétalliques comportant un insert et une couronne selon un premier et selon un second modes de réalisation.

La figure 1 est une vue de dessus d'une pièce de monnaie compor- tant un insert et une couronne.

La figure 2 est une vue en coupe suivant 2-2 de la figure 1.

La figure 3 est une vue schématique d'un capteur inductif de reconnaissance de pièces de monnaie.

La figure 4 est un diagramme déformation en fonction de la tempéra- ture de l'insert et de la couronne d'une pièce de monnaie polymétallique se- ion un premier mode de réalisation.

Les figures 5A et 5B sont des diagrammes montrant les variations de la température de pièces au cours du traitement par le procédé suivant l'in- vention appliqué à des pièces de monnaie selon le premier mode de réalisa- tion, réalisé respectivement en un seul cycle thermique et en plusieurs cycles successifs.

La figure 6 est un diagramme déformation en fonction de la tempéra- ture de l'insert et de la couronne d'une pièce de monnaie polymétallique se- ion un second mode de réalisation.

Les figures 7A et 7B sont des diagrammes montrant les variations de la température de pièces au cours d'un traitement par le procédé de l'inven- tion appliqué à des pièces de monnaie selon le second mode de réalisation, réalisé respectivement en un seul cycle thermique et en plusieurs cycles successifs.

Sur la figure 1, on voit une pièce de monnaie polymétallique 1 com- portant un insert 2 et une couronne 3 sertis l'un sur !'autre suivant une inter- face 4 de forme circulaire ou cylindrique suivant l'épaisseur de l'insert 2 et de la couronne 3. Sur la figure 2, on a représenté en coupe la pièce de monnaie 1, réalisée sous forme polymétallique.

La couronne 3 de la pièce est réalisée sous forme homogène en un premier matériau métallique, et l'insert 2 réalisé sous forme plaquée com- porte une couche interne 2a en un second matériau métallique et deux cou- ches externes plaquées 2b en un troisième matériau métallique.

Dans le cas d'une pièce de la valeur d'un Euro, le premier matériau métallique est constitué par du maillechort c'est à dire un alliage renfermant en masse 75% de cuivre 5% de nickel et 20% de-zinc, le second matériau est constitué par du nickel et le troisième matériau métallique par du cupro- nickel, c'est à dire un alliage contenant en masse 75% de cuivre et 25% de nickel.

Dans le cas d'une pièce de 2 Euros, le premier matériau métallique est constitué par du cupronickel Cu75 Ni25, le second matériau est constitué par du nickel et le troisième matériau par du maillechort Cu75 Ni5 Zn20.

Dans le cas de la pièce d'un Euro, la couche interne de nickel 2a re- présente 7% de l'épaisseur totale de l'insert 2 et dans le cas de la pièce de 2 Euros, la couche interne de nickel 2a de l'insert 2 représente 12% de l'épais- seur totale de l'insert.

Pour la fabrication des pièces de monnaie, on réalise le découpage de la couronne 3 de forme annulaire dans un flan de composition homogène constitué par le premier matériau, et l'insert en forme de disque circulaire dans un flan en matériau plaqué ayant la mme épaisseur que le flan dans lequel on découpe la couronne et comportant une couche interne du second matériau sur les faces de laquelle sont plaquées deux couches externes du troisième matériau, et l'on assemble par sertissage la couronne et l'insert suivant l'interface 4.

L'interface 4 est constitué par les surfaces de contact respectives 2' et 3'de l'insert 2 et de la couronne 3 rapportées l'une sur l'autre. La surface de contact 2'de l'insert est sa surface périphérique externe et la surface de contact 3'de la couronne est sa surface périphérique interne. Sur la figure 2, on a représenté de manière largement exagérée, des aspérités qui peuvent tre présentes sur les surfaces 2'et 3'en vis à vis de l'insert et de la cou- ronne, après le sertissage. Ces aspérités en fonction des conditions de ser- tissage des deux pièces, peuvent fournir un contact électrique parfait entre

l'insert 2 et la couronne 3, suivant toute la longueur de l'interface 4 ou au contraire introduire une résistance électrique notable entre les surfaces de contact des deux éléments constitutifs de la pièce, suivant l'interface 4.

Dans le premier cas, la résistance de contact Rc de l'interface est sensiblement nulle (Rc = 0) ; dans le second cas, la résistance Rc peut pré- senter une valeur non nulle et variable dans un large domaine allant par exemple du 10ème de mQ à des valeurs très supérieures au mQ. Pour concevoir un procédé permettant d'uniformiser la réponse d'un capteur in- ductif au passage d'une pièce de monnaie de type bimétallique telle que dé- crite plus haut, les inventeurs ont réalisé de nombreuses mesures de résis- tance électrique sur de nombreuses pièces de monnaie de lots différents ve- nant de divers fabricants et corrélativement, la mesure d'un paramètre tra- duisant le comportement électromagnétique de la pièce de monnaie dans un capteur inductif tel que représenté sur la figure 3.

Le capteur inductif en circuit résonant désigné de manière générale par le repère 5 comporte deux inducteurs 5a et 5b entre lesquels on fait pas- ser la pièce 1 sur laquelle on effectue un contrôle d'authenticité par des me- sures électromagnétiques.

Chacun des inducteurs 5a et 5b comporte un bobinage 6 et un noyau en ferrite 7 disposé à l'intérieur de la bobine 6. Les bobinages 6 sont alimen- tés en courant électrique alternatif à moyenne fréquence, et de préférence en courant à une fréquence de 500 kHz par une unité 8 d'alimentation électrique et de traitement des mesures.

La pièce de monnaie 1 passe entre les inducteurs 5a et 5b, de ma- nière que ses deux faces soient dirigées vers les faces internés en vis a vis l'une de l'autre des inducteurs 5a et 5b, avec un entrefer d très faible et égal de part et d'autre de la pièce de monnaie 1 qui présente une épaisseur e.

On a représenté également des lignes de champ 10 c'est à dire les lignes de circulation du champ magnétique qui se forment autour des bobi- nages 6 et se referment dans le matériau de la pièce de monnaie 1. De ma- nière générale, le signal de réponse du capteur 5 dépend de l'inductance L du capteur en présence de la pièce de monnaie 1. Comme il a été expliqué plus haut, lorsque la pièce de monnaie 1 est une pièce polymétallique com-

portant un insert et une couronne sertis l'un sur !'autre selon une interface, la réluctance de la pièce de monnaie dont dépend l'inductance L du capteur est généralement variable avec la valeur de la résistance de contact entre l'insert et la couronne de la pièce de monnaie, du fait du comportement différent des courants induits suivant la résistance de contact. Pour concevoir un procédé d'uniformisation de caractéristiques électromagnétiques de pièces polymétal- liques et en particulier de pièces de monnaie comportant un insert et une couronne sertis, les inventeurs ont effectué des mesures de résistance sur de très nombreuses pièces de lots différents provenant de divers fabricants de pièces. Les mesures ont été effectuées sur les pièces de monnaie, à des fréquences élevées comprises entre 100 kHz et 1MHz. A ces fréquences, l'épaisseur de peau 8, définie plus haut est faible, et dans le cas des pièces de monnaie dans lesquelles on effectue les mesures aux fréquences indi- quées, cette épaisseur peau 8 est très inférieure à l'épaisseur e de la pièce.

On peut calculer l'inductance d'un capteur en fonction de la fréquence, de la perméabilité et de la conductivité d'un matériau homogène et en déduire une conductivité équivalente d'une pièce de monnaie polymétallique conduisant à la mme inductance c'est à dire le mme signal de réponse du capteur.

Cette conductivité équivalente s'exprime en fonction de la réluctance magné- tique globale en fonctionnement du matériau.

Ainsi toute variation du matériau de la pièce ou de la résistance de contact Rc suivant l'interface de la pièce se traduisant par une variation de la réluctance magnétique globale Rmat peut tre ramenée à une variation de conductivité équivalente, lorsque la fréquence est élevée. On effectue donc sur les pièces, des mesures d'inductance par l'intermédiaire de mesures de fréquence de résonance ce qui permet d'obtenir la conductivité équivalente et donc de caractériser rapidement les pièces en ce qui concerne leurs ca- ractéristiques physiques telles que la conductivité des différents matériaux de la pièce.

Dans les plages de fréquence pour lesquelles 8 est très inférieur à l'épaisseur e de la pièce, ces fréquences étant utilisées pour les mesures de conductibilité, le signal du capteur est principalement affecté par les conduc- tibilités des matériaux et leurs caractéristiques géométriques (épaisseur et

caractéristiques de l'interface entre la couronne et l'insert) et peu ou pas du tout par la perméabilité intrinsèque des matériaux.

Les mesures effectuées par les inventeurs sur un très grand nombre de pièces ont permis de montrer que pour une résistance de contact com- prise entre à peu près 0,1 et à peu près 1mQ, les courants induits et donc l'inductance et la réponse du capteur dépendent fortement de la résistance de contact tandis que, pour une résistance de contact Rc supérieure à 1 mQ, les courants induits sont compartimentés dans l'insert et la couronne et qu'au dessus de cette valeur, toute dispersion des valeurs de la résistance de contact n'influence pas la distribution des courants induits et donc l'induc- tance et la réponse du capteur. Cette constatation résulte de mesures de résistance de contact et du signal d'un capteur inductif sur un très grand nombre de pièces de monnaie.

Une première constatation des inventeurs est aussi relative au fait qu'une résistance de contact entre l'insert et la couronne d'une pièce de monnaie supérieure à 1mQ permet de s'affranchir de l'influence de la résis- tance de contact sur le signal d'un capteur inductif de discrimination. Bien entendu, pour éviter toute influence de la résistance de contact sur le signal du capteur, il est souhaitable que toutes les pièces de monnaie présentent une résistance de contact Rc largement supérieure à 1 mon.

L'invention consiste donc à fournir un procédé pour fixer la résistance de contact de toutes les pièces d'un lot de pièces à une valeur supérieure à une limite déterminée et dans le cas des pièces de monnaie telles que décri- tes, à une, limite de 1 mQ.

Le procédé de l'invention est fondé sur la réalisation d'une couche d'oxyde isolante à l'interface entre l'insert et la couronne des pièces conju- guée à une déformation plastique des protubérances interfaciales, de telle sorte que la résistance de contact soit supérieure à la limite fixée, pour cha- cune des pièces soumises au traitement.

Le traitement selon l'invention est effectué sur des pièces dont l'in- sert et la couronne ont été préalablement assemblés par sertissage, une condition impérative est que le. traitement doit tre effectué de manière à évi-

ter toutes modifications de couleurs et plus généralement d'aspect des piè- ces.

Le traitement des pièces permettant l'oxydation de l'interface jusqu'à obtenir une résistance de contact supérieure à la limite fixée sera décrit dans deux cas différents.

Dans l'exemple 1 qui correspond au cas des pièces d'1 Euro, l'insert des pièces présente un coefficient de dilatation moins élevé que la couronne.

Dans l'exemple 2 qui correspond au cas des pièces de 2 Euro, l'in- sert présente un coefficient de dilatation plus élevé que la couronne.

Exemple 1. Le traitement est réalisé sur des pièces d'1 Euro dont la couronne est en maillechort et l'insert en un matériau plaqué comportant une couche interne de nickel et deux couches externes plaquées de cupronickel.

Sur la figure 4, on a représenté les dilatations , de l'insert et de la couronne (par exemple dans une direction diamétrale) en fonction de la tem- pérature ; la dilatation X de l'insert est représentée par la droite 11 de pente a i (coefficient de dilatation de l'insert) et la dilatation Ac de la couronne est représentée par la droite 12 ayant pour pente ac qui est le coefficient de dila- tation du maillechort.

L'origine O correspond à une température ambiante, par exemple 20°C, à laquelle la couronne et l'insert sont supposés s'imbriquer parfaite- ment l'un dans l'autre, sans compression ni dilatation de l'un sur l'autre ; l'en- trefer d'interface vaut 8 = R#c - R#i (R rayon de l'insert).

On notera en particulier que A c = 0 à l'ambiante, ce qui cor- respond à l'origine 0.

Lorsqu'on abaisse la température des pièces au dessous de 20°C, l'insert (droite 11) se contracte moins que la couronne (droite 12). II en ré- suite une compression de l'interface 4 entre l'insert 2 et la couronne 3.

La compression de l'interface par diminution de température en des- sous de 20°C permet de comprimer et éventuellement d'écraser les aspérités des surfaces 2'et 3'.

Lorsqu'on porte les pièces à une température supérieure à 20°C, la di- latation de l'insert 2 représentée par la droite 11 est inférieure à la dilatation de la couronne 3 représentée par la droite 12, de sorte que l'interface 4 entre

les surfaces de contact 2'et 3'de l'insert et de la couronne se dilate. On ob- tient ainsi une ouverture de l'interface qui peut tre utilisée dans la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention pour faire pénétrer un milieu oxydant entre les surfaces 2'et 3'au contact des aspérités et ainsi oxyder la surface de contact.

Le principe du procédé de traitement par oxydation des surfaces de contact des éléments constitutifs des pièces repose sur une ouverture de l'interface entre les pièces, cette ouverture étant toutefois limitée pour éviter le dessertissage des pièces, et sur la mise en contact d'un milieu oxydant avec les surfaces en vis à vis de l'interface à une température ou durant une transition de température permettant l'oxydation des matériaux de l'insert et de la couronne. Cette opération peut tre précédée par une contraction de l'interface destinée à comprimer les aspérités des surfaces de contact de part et d'autre de l'interface.

Sur la figure 5A, on a représenté un premier mode de réalisation d'un traitement suivant l'invention dans le cas de pièces d'1 Euro, c'est à dire de pièces dont l'insert présente un coefficient de dilatation thermique inférieur à la couronne.

Du fait que l'insert a un coefficient de dilatation inférieur à celui de la couronne : -si on refroidit la pièce, l'interface se contracte, -si on chauffe la pièce, l'interface se dilate.

Le traitement comporte deux phases obligatoires qui seront désignées comme phase 2 et phase 3, ces phases pouvant tre elles-mmes précé- dées d'une phase 1, généralement facultative.

La phase 2 consiste en un refroidissement à une première tempéra- ture T3 <-40°C et de préférence <-100°C pour obtenir une compression de l'interface résultant d'une contraction de la couronne plus importante que la contraction de l'insert.

La phase 3 consiste à jeter les pièces froides dans un liquide oxydant ou amphotère tel que !'eau, I'acétone, I'alcool ou des solutions aqueuses fai- blement acides dont la température T4 est comprise entre 25°C et 75°C (de préférence entre 35°C et 65°C). Le temps de transfert entre le moment où

les pièces sont à la première température T3 et le moment où elles sont plongées dans le liquide oxydant ou amphotère à la seconde température T4 doit tre suffisamment court pour que les pièces n'aient pas le temps de se réchauffer et donc que l'interface n'ait pas le temps de se décomprimer. Ce temps doit tre, de préférence, inférieur à 5 secondes et mieux encore, infé- rieur à 2 secondes.

Dans ces conditions, et du fait de l'inertie thermique des pièces lors- que celles-ci sont plongées dans le liquide, la couronne (située à l'extérieur de la pièce) est soumise, de manière transitoire, à un réchauffement et donc à une dilatation plus forte que celle de l'insert, ouvrant ainsi l'interface et y faisant ainsi pénétrer le liquide oxydant. La phase 3 sera désignée comme phase de dilatation différentielle oxydante.

Pour que le mouillage des surfaces se fasse dans de bonnes condi- tions, il est préférable que le liquide soit adapté pour mouiller facilement les matériaux dont sont constitués les pièces. La facilité de mouillage peut tre améliorée, si nécessaire, en ajoutant au liquide un produit tensioactif. II faut de plus que le liquide comporte des groupements oxydants aptes à former par exemple des couches de surface d'hydroxyde des métaux constituant les pièces (Cu, Ni, Zn). Les groupements contenant de l'oxygène ou des halo- génures (Cl, Br, I,...) sont particulièrement recommandés, à condition que leur pH reste modéré (pH : 2 et de préférence : 4).

Les composés oxydés de surface, formés lors du transitoire thermique entre la température initiale T3 et la seconde température T4 conduisent à la formation d'une couche isolante entre les deux interfaces qui augmente la résistance de contact.

Cependant, l'ensemble de la surface des pièces est au contact du li- quide oxydant ou amphotère et donc s'oxyde. Cette oxydation, si elle est trop importante, détériore l'aspect visuel des pièces qui est un élément de reconnaissance important. C'est pour éviter cette détérioration de l'aspect de surface des pièces que les liquides utilisés ont un pouvoir oxydant limité, et que l'on évitera en particulier les solutions concentrées de nitrates, sulfates ou halogénures, qui ont des pH très acides.

A la fin de la phase 3, on sort les pièces du liquide oxydant ou ampho- tère et on les ramène à une température ambiante ordinaire, par exemple 20°C.

Le traitement comportant les phases 2 et 3 peut tre précédé d'une phase 1 de dilatation oxydante de l'interface destinée à la fois à rompre les contacts métalliques insert/couronne et à oxyder l'interface et en particulier les aspérités des surfaces en contact.

Pour réaliser cette dilatation oxydante de l'interface, les pièces sont portées à une troisième température T2 qui doit tre suffisamment élevée pour que la dilatation de l'interface soit importante, mais pas trop pour que soient réunies les conditions thermodynamiques de formation d'un oxyde stable.

De préférence, la troisième température T2 doit tre comprise entre 80°C et 160°C, et mieux encore, entre 100°C et 140°C. Ce chauffage est effectué dans une atmosphère modérément oxydante pour ne pas détériorer l'aspect visuel des pièces. Ce chauffage peut tre un recuit sous vide pri- maire, un recuit sous gaz protecteur de faible pureté, un recuit sous hydro- gène avec un point de rosée contrôlé supérieur à-50°C et de préférence su- périeur à-30°C, ou mme un recuit à l'air.

Le traitement comporte une montée à la troisième température T2, un palier à la troisième température T2 et un retour à la température ambiante T1. La montée en température peut se faire rapidement, comme représenté par la courbe 13a sur la figure 5A (enfournement en four chaud) ou lente- ment, comme représenté par la courbe 13b (enfournement au four froid).

II est préférable que la vitesse de montée en température des pièces soit supérieure à 2°C/s et mieux encore supérieure à 5°C/s.

La durée du palier à la troisième température T2 peut tre ajustée à volonté entre quelques secondes et plusieurs heures.

Le retour à ta température ambiante peut tre obtenu par refroidisse- ment naturel.

Le traitement des pièces peut comporter : -soit un seul cycle des phases 2 et 3 de contraction et de dilatation différentielle oxydante ;

-soit un seul cycle des phases 2 et 3 de contraction et de dilatation différentielle oxydante précédées d'une phase 1 de dilatation oxydante.

-soit, comme représenté sur la figure 5B, une pluralité de cycles des phases 2 et 3 de contraction et dilatation différentielle oxydante, séparées par des phases 1 de dilatation oxydante.

Le premier groupe de phases 2 et 3 de contraction et dilatation diffé- rentielle oxydante peut tre, éventuellement, précédé d'une phase 1 de dila- tation oxydante. En procédant ainsi, on cumule les effets des phases suc- cessives et on peut obtenir une résistance de contact Rc largement supé- rieure à 1 mQ.

II convient de noter que le traitement ne doit pas se terminer par une phase de dilatation oxydante, car celle-ci, en général, détériore l'effet des phases précédentes.

Exemple 2 : On effectue le traitement d'un lot de pièces de 2 Euros par un procédé suivant l'invention.

Comme indiqué plus haut, les pièces de 2 Euros comportent un insert en un matériau plaqué comportant une couche interne de nickel et deux cou- ches externes de maillechort Cu 75 Ni 5 Zn 20 et une couronne en cupronickel Cu 75 Ni 25. Dans le cas de telles pièces, l'insert présente un coefficient de dilatation ai plus élevé que le coefficient de dilatation de la couronne ac.

Comme il apparaît sur la figure 6 qui représente la dilatation ou la contraction thermique , de l'insert (S ) et de la couronne (À en fonction de la température, l'origine 0 correspond à la température ambiante de 20°C pour laquelle l'insert et la couronne sont supposés s'imbriquer parfaitement l'un dans !'autre et sont maintenus en contact localisé par les aspérités de leurs surfaces de contact.

Lorsqu'on élève la température au dessus de 20°C, la dilatation X de la couronne représentée par la droite 16 de pente ac est inférieure à la dé- formation Xi de l'insert représenté par la droite 17 de pente (xi. Les surfaces de contact de la couronne et de l'insert se compriment l'une l'autre ce qui produit un écrasement des protubérances interfaciales.

Lorsqu'on abaisse la température en dessous de 20°C, la contraction de la couronne représentée par la droite 16 est inférieure à la contraction de

l'insert représentée par la droite 17. Dans ce cas, les surfaces de contact de la couronne et de l'insert s'écartent l'une de l'autre, ce qui produit une ouver- ture de l'interface et une rupture des liaisons métalliques localisées in- sert/couronne.

Comme dans le cas précédent, le traitement thermique est constitué d'un ou de plusieurs cycles qui peuvent comporter trois phases : La phase 1 est un refroidissement du lot de pièces de la température ambiante To à une première température T1 très basse, qui peut tre infé- rieure à-100°C et qui est destinée à rompre les éventuelles liaisons métalli- ques locales entre l'insert et la couronne par dilatation de l'interface ; le re- froidissement peut tre obtenu, par exemple, en plongeant le lot de pièces dans de l'azote liquide. Lorsque le traitement thermique comprend un seul cycle, ou lorsque le traitement thermique comprend plusieurs cycles succes- sifs et que le cycle considéré est le premier de la série, cette phase est fa- cultative. En revanche, lorsque le cycle est précédé d'au moins un cycle an- térieur, cette phase est obligatoire.

La phase 2 est constituée d'un chauffage du lot de pièces jusqu'à une seconde température T2 dans un four dont l'atmosphère est contrôlée. L'at- mosphère doit tre constituée d'un gaz protecteur inerte tel que l'argon ou l'hélium ou d'un gaz réducteur tel que l'hydrogène. Dans tous les cas, l'at- mosphère du four doit renfermer un agent oxydant et, par exemple, tre un peu humide de façon à tre légèrement oxydante.

Le pouvoir oxydant de l'åtmosphère, la température maximale atteinte T2 et le temps de séjour des pièces dans le four doivent tre suffisants pour que la résistance de contact soit augmentée mais pas trop pour que l'aspect visuel des pièces ne soit pas notablement modifié par une oxydation sensible de leur surface.

Le temps de séjour dans le four correspond à la somme du temps de montée en température depuis la température d'enfournement jusqu'à la température T2 et du temps de maintien à la température T2 ou autour de cette température.

La montée en température pouvant tre très rapide (vitesse de chauf- fage pouvant aller jusqu'à plusieurs milliers de degrés par heure) ou très

fente (vitesse pouvant tre de quelques degrés par heure) ou intermédiaire entre ces deux vitesses, le temps de montée en température peut varier en- tre quelques secondes et quelques heures.

En tout état de cause, le temps de séjour dans le four doit tre de quelques heures. Le temps de maintien à la seconde température T2 peut varier entre quelques secondes (de préférence plus de 5 secondes) et quel- ques heures (de préférence, moins de 3 heures) selon que la montée en température est lente ou rapide. Pour que le traitement soit efficace, le point de rosée de l'atmosphère du four doit, de préférence, tre supérieur à-60°C, et mieux, supérieur à-50°C ; la seconde température T2 doit tre supérieure à 350°C, et mieux, supérieure à 370°C ; le temps de maintien doit tre supé- rieur à 5 mn.

Pour que le traitement ne détériore pas l'aspect visuel des pièces, le point de rosée de l'atmosphère du four doit tre inférieur à 0°C et de préfé- rence inférieur à-10°C ; la seconde température T2 doit tre inférieure à 450°C, et mieux, inférieure à 430°C ; le temps de séjour dans le four dépend de la température et du point de rosée de l'atmosphère du four. Plus la tem- pérature est élevée et plus le point de rosée est élevé, plus le temps de sé- jour dans le four doit tre court.

L'homme du métier peut facilement déterminer ces conditions, par exemple par quelques essais sur quelques pièces.

A titre d'exemple, pour un point de rosée égal à-20°C et une seconde température T2, le temps de séjour dans le four doit tre inférieur à t 3 heu- res.

La phase 3 est un retour du lot de pièces à la température ambiante.

Ce retour ne doit pas se faire sous atmosphère oxydante mais dans une at- mosphère de gaz neutre ou réducteur, pour éviter de détériorer l'aspect vi- suel des pièces. De ce point de vue, il est préférable que l'atmosphère soit la mme ou comparable à cette du four. De plus, il est préférable que le refroi- dissement se fasse à une vitesse de refroidissement supérieure à 200°C par heure.

Comme on l'a indiqué plus haut, le traitement thermique peut compor- ter soit un seul cycle constitué d'au moins une phase 2 et une phase 3 et

éventuellement une phase 1, comme représenté sur la figure 7A, soit plu- sieurs cycles successifs, comme représenté sur la figure 7B. Lorsque le trai- tement comporte plusieurs cycles, tous les cycles, sauf le premier, doivent impérativement comporter une phase 1. Dans ce cas, la phase 3 et la phase 1 qui lui succède peuvent s'enchaîner directement si bien qu'à la sortie du four, le lot de pièces peut tre refroidi directement à la première température T1 correspondant à la phase 1.

Dans tous les cas, le traitement suivant l'invention permet de fixer, pour chacune des pièces d'un lot de pièces, de manière très sûre, la résis- tance de contact à un niveau supérieur à la limite déterminée dans une pre- mière phase du procédé, pour obtenir une réponse pratiquement constante d'un capteur inductif au passage de chacune des pièces d'un lot de pièces.

La résistance de contact à travers l'interface entre les inserts et les couron- nes des pièces obtenues à l'issue du traitement peut tre très supérieure à 1mQ. De manière plus générale, dans le cas de traitement de pièces de monnaie différentes de celles qui ont été décrites ou dans le cas de pièces ou composants électromagnétiques polymétalliques, la limite de résistance de contact qui est définie préalablement à ta mise en oeuvre du traitement par des mesures de résistance en parallèle à l'enregistrement du signal d'un capteur inductif sur un très grand nombre de pièces, peut tre différente d'1mQ.

On a ainsi obtenu, dans le cas de pièces de monnaie telles que décri- tes ci-dessus, par la mise en oeuvre du traitement suivant l'invention, des taux de réussite sur des lots de pièces, supérieurs à 90%, c'est à dire que moins de 10% des pièces du lot présentent, une résistance de contact insuf- fisante se traduisant par un signal de réponse dans un capteur inductif ne permettant pas la reconnaissance de la pièce de monnaie.

L'invention ne se limite pas strictement aux modes de réalisation qui ont été décrits.

C'est ainsi que la limite de résistance de contact visée par le traite- ment peut tre différente d'1 mQ, en fonction de la nature des pièces polymé- talliques et que les différentes phases du traitement selon l'exemple 1 ou l'exemple 2 peuvent tre conduites de différentes manières suivant les instal-

lations industrielles dont on dispose pour le traitement. Les paramètres défi- nissant les différentes phases (vitesses, durées, températures) devront ce- pendant répondre aux conditions indiquées plus haut.

Dans le cas du traitement selon l'exemple 2, comme dans le cas du traitement selon l'exemple 1, la phase 1 n'est nécessaire que pour accroître l'effet des phases 2 et 3 au cours d'un seul ou de plusieurs cycles de traite- ment. De plus, la phase 1 est indispensable pour qu'on puisse accroître l'ef- fet du traitement par au moins deux cycles successifs qui doivent comporter successivement les phases 1,2 et 3.

L'invention s'applique non seulement au cas des pièces de monnaie mais également au cas de composants ou pièces polymétalliques utilisées dans toute machine de reconnaissance ou d'identification ou encore dans des dispositifs électromagnétiques de type quelconque.