Thin Film-Based Optically Variable Security Devices : From Passive to Active

La contrefaçon coûte des milliards de dollars à l'économie mondiale chaque année. Mis à part ces pertes financières, la contrefaçon constitue également une grande menace pour la sécurité du public, entre autre à travers l'existence de faux passeports (terrorisme), de produits pharmaceutiques d'origines incertaines (risques pour la santé) et même de pièces d'avion contrefaites (fiabilité). Les dispositifs de sécurité optiques jouent ainsi un rôle crucial dans la lutte contre la contrefaçon. Les dispositifs optiques tels que ceux basés sur l'interférence de la lumière, introduits dans les années 1980, ont depuis longtemps démontré leur efficacité ; efficacité qui est le résultat de la facilité avec laquelle peut être observé leur changement de couleur angulaire ainsi que le coût relativement élevé de l'´equipement nécessaire à leur production. Malheureusement, de nos jours, en raison de l'apparition de produits de consommation iridescents, tel le papier d'emballage à base de polymères coextrudés, les dispositifs basés sur l'interférence devront être mis à jour. Le but de la présente thèse est donc de démontrer que, grâce à l'utilisation du métaméerisme et de matériaux électrochromiques, de nouveaux types de dispositifs de sécurité actifs présentant des caractéristiques intéressantes peuvent être créés ; en effet, la plupart des dispositifs actuels sont de nature passive. Il est également important d'ajouter que, bien que ces dispositifs soient plus complexes à fabriquer et donc difficiles à contrefaire, ceux-ci restent simples à authentifier. Je d´emontre tout d'abord, que l'ajout du métamérisme dans la conception de filtres interférentiels permet de générer des dispositifs possédant de nouvelles fonctionnalités. Plusieurs structures diff´erentes, qui peuvent être utilisées soit en transmission ou en réflexion, sont ainsi conçues, fabriquées, et évaluées. La première structure qui est présentée est basée sur la combinaison de deux filtres interférentiels métamériques. Possédant des spectres de transmission très différents, ces deux filtres possèdent également différents parcours colorimétriques en fonction de l'angle d'observation, ce qui, par conséquent, rend possible la création d'un effet d'image cachée. En dépit de leurs propriétés intéressantes, ces dispositifs métamériques sont révélés comme étant très sensibles aux changements d'illuminants et d'observateurs; i.e. que le pairage de couleur est perdu dans la plupart des conditions d'observation. Ces problèmes sont résolus par l'implémentation d'une structure plus simple bas´ee sur la juxtaposition d'un filtre interférentiel et d'un matériau coloré non-iridescent. Dans ce cas particulier, en concevant un filtre reproduisant fidèlement le spectre du matériau non-iridescent, la sensibilité du dispositif aux changements de sources de lumière et d'observateurs est minimisée. Puisque seulement le filtre interférentiel change de couleur en fonction de l'angle d'observation, un effet d'image cachée est encore une fois possible. La présence d'un effet d'image cachée ainsi