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          Révision : 29 Août 2004
Les étiquettes RFID - suite
 
CAVEL Sarah et MILLET Claire
(Elèves Ingénieurs 2e année EFPG)
Mai 2004
       
 
  Plan  
I -  Introduction
II -  Le code barre
III - 

Les étiquettes RFID

IV -  Technique : étiquettes RFID
V -  Les applications des étiquettes
VI -  Analyse économique
VII - Conclusion
VIII -  Bibliographie
 
        
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IV - Technique autour de l'étiquette RFID
Début    Sommaire
IV-1- Collage du transpondeur sur l'étiquette
Cette méthode de collage comprend deux cylindres :
    Sur le premier sont enroulés les transpondeurs (antenne + puce) sur un support plastique.
  Le deuxième sert de rembobinage des mauvais transpondeurs et du plastique
Un encodeur permet d'encoder le transpondeur et de vérifier sa validité. Un demi cylindre dirige les transpondeurs sur les étiquettes si elles sont valables et vers le rembobinage si elles sont mauvaises. Une toile permet l’acheminement des étiquettes autocollantes.
Description du principe (source www.rfid.zebra.com)
Etape 1 : La bobine portant le transpondeur se déroule. L'étiquette  arrive sur la toile.
Etape 2 : On encode le transpondeur par onde radio.
Etape 3 : Le signal est lu par l'encodeur.
Etape 4 : Le transpondeur répond à ce signal par ondes radio.
Etape 5 : Le demi cylindre permet le collage sur l'étiquette. L'ensemble est prêt à être utilisé.
Etape 6 : Parfois, la réponse du transpondeur est incorrecte ce qui signifie que le transpondeur a un défaut. Il faut donc l'évacuer.
Etape 7 : Le demi cylindre tourne pour éviter le collage avec l'étiquette. Le transpondeur défectueux est rembobiné.
Une autre technique de collage du transpondeur dans l'étiquette a été vu à la DRUPA 2004 au stand de Bielomatik
Figure 10 : Collage des étiquettes RFID sur le support (Photo de la machine TSL-100 de Bielomatik), (source www.bielomatik.com)

Au centre de la machine, le transpondeur est découpé sur la bande au format de la carte. Puis sur la droite le transpondeur est collé sur l'imprimé. Enfin, en haut à droite (petit carré vert) c'est l'encodage de l'étiquette.
La couleur jaune/vert représente le silicone, la couleur vert foncé l'imprimée sur l'étiquette, la couleur bleue le transpondeur. Dans cette machine une seule couche d'imprimée est positionnée. Un deuxième passage doit être effectuer pour avoir un imprimé fini (imprimé recto, transpondeur, imprimé verso). Il est possible d'avoir en ligne toutes ces opérations.
Figure 11 : Test de validité des étiquettes RFID (Photo de la machine TCT-100 de Bielomatik), (source www.bielomatik.com)

Cette machine permet de vérifier la validité des étiquettes et de remplacer les mauvaises par des bonnes. Pour cela, on utilise des rouleaux aspirateurs, pour interchanger les bonnes étiquettes avec les mauvaises. Ainsi, on obtient un rouleau d’étiquettes qui ne contient que des bonnes.
En haut à gauche figure le rouleau à tester. En dessous, sur la gauche se trouve le système de vérification du bon encodage. En bas toujours à gauche, un système de rouleau aspirateur pour enlever les mauvaises étiquettes. A coté, en bas, le rouleau qui apporte les bonnes étiquettes pour combler le trous. Et enfin sur la droite au milieu, le rouleau final testé.
Ainsi, on obtient un rouleau d’étiquettes qui ne contient que des étiquettes bonnes. Pour résumé, nous avons le principe suivant :
Figure 12 : Le principe du contrôle des étiquettes (source www.bielomatik.com)
IV-2- Impression des encres conductrices
Le fait d’imprimer les antennes réduit le coût des étiquettes. On utilise alors des encres conductrices qui permettent d’assurer la connexion entre la puce et l’antenne. Ces encres contiennent un métal précieux (comme de l’argent) ou du graphite à l’intérieur d’un film polymère épais.
Pour ce faire, la sérigraphie est déjà largement utilisée dans la fabrication de circuits imprimés et se trouve donc bien placée pour l’impression des antennes. De plus, la sérigraphie rotative améliore les cadences et offre une bonne compatibilité avec des encres spéciales (thermochromes par exemple).
Le procédé offset est compatible avec les encres conductrices. C’est donc un procédé particulièrement intéressant en terme de vitesse de production et de finesse d’impression.
Le jet d’encre, quant à lui, permet d’appliquer des matériaux organiques très purs pour réaliser des circuits électroniques.
De plus, en intégrant directement un transpondeur à certains emballages lors de leur impression, on peut diminuer encore le coût de fabrication des "emballages intelligents". Certaines entreprises telles que RT Circuits en Ecosse, peuvent imprimer les circuits et les antennes avec une presse offset classique. La technologie demeure confidentielle. Il s’agit donc d’intégrer le transpondeur en l’imprimant. Ce système d’impression des antennes s’avère être moins cher et plus rapide. Cependant, la difficulté réside dans le fait d’intégrer la puce au sein de l’emballage.
IV-3- Intégration du transpondeur dans l'emballage
Le premier bénéfice lié aux étiquettes intelligentes est la possibilité de les dissimuler à l’intérieur des emballages. Cela rend alors très difficile la falsification et le vol.
Indépendamment des difficultés techniques qu’elle soulève, la dépose d’une étiquette au sein des emballages se heurte à une limite : elle ne peut précéder la connaissance des découpes à venir. La solution serait le contre collage de papiers filigranes pour limiter la tentation de frauder. Cependant, l’épaisseur de la puce (350 microns) représente un obstacle : le laminage d’un circuit intégré entre deux films entraîne une surépaisseur incompatible avec le bobinage des films plastiques par exemple.
En ce qui concerne le carton ondulé, le problème n’existe plus du fait de son épaisseur naturelle.
Un autre problème subsiste toutefois, l’altération éventuelle des qualités des puces lors de leur dépose à l’intérieur de la fibre de cellulose. Une étape au cours de laquelle les températures atteignent 100°C. Cependant, les cadences de production sont telles que l’exposition des puces à la chaleur est trop brève pour les endommager.
Sorti à la fin 2003, un nouveau type de carton ondulé, dont les micro-cannelures ne sont épaisses que de 0,6 mm se prêtera sûrement à l’intégration des puces et ce, à des cadences élevées. Cette nouveauté, qui allie une forte résistance mécanique à des possibilités d’impression de carton plat, devrait fortement se développée.
 
V- Les applications des étiquettes RFID
Début    Sommaire
Les domaines d’application sont très variés. Ils peuvent s’étendre du repérage des arbres de la ville de Paris à la traçabilité de produits dangereux, en passant par l’identification de vêtements, de produits finis ou encore d’animaux.
V-1- Les avantages
Les avantages des étiquettes RFID sont :
    Une lecture/écriture «à la volée» des données donc une plus grande souplesse de positionnement.
  Une détection automatisée d’objets identifiés
  La possibilité de différencier plusieurs objets simultanément grâce à un système d’anticollision
  Une meilleure résistance aux agressions extérieures car elle peut être recouverte d’un emballage.
  Toute perte ou vol de la puce est quasi impossible.
  Elles ont une grande durée de vie et une grande fiabilité.
  Suppression des inventaires physiques (suivi et localisation précise du produit).
  Consignation de toutes les opérations effectuées sur le produit fini.
  Diminution des erreurs de saisie ou de transmission.
  Diminution du temps de réaction devant une information nouvelle (déclenchement du réassort lorsque le nombre de produits en rayon descend en dessous d’un certain seuil).
Notamment, pour les étiquettes passives on peut trouver les avantages suivants :
    Une dimension réduite (taille d’un timbre poste).
  La possibilité d’être placée directement sous l’emballage et même à l’intérieur du produit.
  Un prix modéré si les quantités sont importantes.
  Une distance de lecture supérieure à un niveau de puissance égal par rapport  aux autres fréquences.
V-2- Les inconvénients
L'étiquette RFID a néanmoins des limites :
    Une distance de lecture limitée à 50 cm en France compte tenu des niveaux de puissance autorisés aujourd’hui.
  Une perturbation possible du signal radio par la présence de métal.
  Pour les étiquettes actives, le prix est encore élevé.
 
VI- Analyse économique
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La technologie RFID fait naître des étiquettes d’un nouveau type équipées d’un identifiant unique, elles émettent des ondes radio et ouvrent un monde de promesses pour tous les secteurs économiques. Pour les industriels, cette technologie révolutionnaire va remplacer le code barre surtout avec l’arrivée des polymères conducteurs imprimables qui feront baisser significativement le prix des étiquettes RFID (< 5 cts d’euros).
VI-1- Historique
Pour mieux comprendre l’évolution du marché des étiquettes RFID, il serait intéressant d’étudier un exemple précis de l’évolution technologique en France dans les supermarchés.
    1852 : Aristide Boucicaut fonde le «Bon Marché», premier grand magasin
  1976 : Apparition des cartes de paiement
  1968 : Ebauche du code barre  par Jacques Pictet et Etienne Moulin (les 3 Suisses)
  1970 : Constitution liminaire du réseau Internet
  1972 : Mise en œuvre du code barre par Gencod
  1986 : 90% des articles alimentaires sont équipés du code barre
  1987 : Test des étiquettes électroniques dans les supermarchés Casino.
  1996 : 98% des hypermarchés et 70% des supermarchés utilisent la lecture optique.
  1997 : Les secteurs produits frais de plusieurs hypermarchés Carrefour sont certifiés ISO 9002 (norme d’assurance qualité), ainsi qu’un magasin Auchan. Les enseignent mettent en place des filières qualité-traçabilité sur les viandes, certains fromages, les pommes de terre. Promodès met à la disposition de sa clientèle une borne interactive d’identification et de suivi des viandes vendues par Soviba, service doublé d’un site Internet.
  1998 : Casino et Leclerc testent l’étiquette intelligente (avec puce électronique).
  2003 : Carrefour lance une plate-forme Internet pour gérer la traçabilité des 8000 produits à sa marque propre fabriqués par 700 fournisseurs : cd système, élaboré par la société Trace One et 15 industriels, permet d’accélérer la recherche des substances ou des produits défectueux, bientôt suivi par Auchan et Casino. Grâce aux étiquettes passives, le coût des étiquettes intelligentes est divisé par 3 ; Wal-Mart imposera a ses plus gros fournisseurs cette technologie RFID, en janvier 2005, les grands distributeurs démarrent des pilotes
  2004 : Carrefour, Metro, Tesco et Intel s’associent pour le développement de la nouvelle technologie d’étiquettes radiofréquences EPC, qui devrait succéder au code-barre.
VI-2- Marché des étiquettes
Ainsi, comme nous venons de le voir, le marché des étiquettes se sépare en deux : les codes barres et les RFID.
Le marché mondial des équipements de code à barres bi-dimensionnels se situe actuellement aux alentours de 8,5 milliards de dollars. Il continue de progresser, notamment grâce au lien qui existe maintenant entre l’identification automatique et les ERP (logiciels intégrés qui permettent de gérer plusieurs fonctions de l’entreprise, comme la comptabilité, les achats…). De plus, il continue à évoluer également sur ses marchés traditionnels tels que la grande distribution. Les étiquettes bi-dimensionnelles sont les principaux concurrents de la RFID.
Les étiquettes RFID connaissent une forte croissance des marchés depuis 12 à 18 mois. Limitée à 8-10% jusqu’au début des années 2000, les marchés des étiquettes RFID progressent actuellement de 20 à 30% par an. Ce rythme devrait resté aussi soutenu jusqu’en 2008 pour atteindre 4,2 Md$ (selon une étude du Yankee Group) si toutefois le prix des puces baisse.
D’autre part, ces étiquettes ont une prédominance pour les marchés nord-américains. Les USA et le Canada représentent environ 50% du marché actuel, l’Europe se situe autour de 35% et le reste est absorbé par les marchés Asie-Pacifique. Actuellement le marché américain des étiquettes RFID est soutenu par l’armée qui, pour la campagne en Irak, a voulu tracer tous ses colis. On parle même d’un contrat de 90 millions de dollars.
Le rapport du Yankee Group prévoit également une première explosion du marché d’ici trois ans : 2 Md$ devraient être dépensés uniquement dans les puces (EPC), alors que le «gros» des investissements surviendrait dans l’infrastructure, le conseil, et surtout dans l’intégration au sein de systèmes déjà existants.
VI-3- Dynamique concurentielle du marché des étiquettes selon le diagramme de PORTER
Selon le système que l’on considère les étiquettes RFID peuvent se situer au centre du diagramme de Porter ou en entrant potentiel. En effet, dans le domaine industriel, cette technologie est largement utilisée ce qui ne serait tardé dans la grande distribution. Les recherches sont en cours à ce sujet. Quelques tests ont déjà été effectués dans certaines grandes surfaces. La position d’entrant potentiel pour les étiquettes RFID est justifiée par certaines barrières à l’entrée qui sont expliquées par la matrice de SWOT. C'est le système que nous avons choisi d'étudier.
Selon le diagramme de Porter les acteurs dans le secteur de la grande distribution peuvent se positionner comme suit :
    Entrants potentiels : Les étiquettes RFID
  Acteurs et concurrents sur le marché des étiquettes : Codes à barres linéaires, Codes à barres 2D
  Clients :Grande distribution ( Wal-Mart, Metro, Tesco, Carrefour, ...) et l'industrie
  Fournisseurs :Codes à barres linéaires et Codes à barres 2D (Frost et Sullivan, At Scan, IER, ...) ; étiquettes RFID ( IER, TI, Tagsys, ST, Microsoft, Sun Microsystems, Unilog management, Adelante, Aldata Solution, Ordirope, Asr, Seeburger, athelia, Eticoncept, Inside, Intercode, Spacecode, ...)
  Substitut : On peut considérer comme substitut aux étiquettes, l'implantation de la technologie RFID (puce) directement dans les fibres avec impression de l'antenne
VI-4- Analyse de la matrice SWOT
Quelles sont les forces et  faiblesses et les menaces et opportunités de ce marché des étiquettes RFID ?
1- Forces et faiblesses
Les étiquettes RFID résistent aux variations de l’environnement (humidité, poussière, température, projection) et sont lisibles à distance dans toutes les directions.
Les normes de mise en place sont globalement validées. (Source ABC de la RFID Décembre 2003, Jeanne-Beylot).
Par contre, les évolutions technologiques de ces étiquettes ne sont pas finies.
2- Menaces et opportunités
Les associations de consommateurs telles que «Caspian» dénoncent la traçabilité des utilisateurs d’étiquettes RFID. En effet, ces étiquettes «rentrent» plus ou moins dans l’intimité des consommateurs (filiation des produits achetés). Certains analystes envisagent même qu'à un moment donné, le système pourrait être employé pour identifier et dépister chaque article sur la planète, le but final étant de créer un «monde lié».
Certains supermarchés tels que Carrefour, Métro, Tesco, Intel s’associent déjà au développement de la technologie EPC. Ils ont investi et sont sur la voie de l’équipement.
Les vols seraient considérablement diminués grâce à la traçabilité du produit.
Les ondes radio seraient peut être nuisibles pour la santé.
VI-5- Situation actuelle et perspectives
Compte tenu des informations recueillies tout au long de cette étude, quels sont les scénarios de développement envisageables pour la  technologie des étiquettes RFID et leurs limites.
1- Scénario tendantiel
Comme nous l’avons vu précédemment, les étiquettes RFID peuvent être actives ou passives et ne s’étendent pas toutes sur le même domaine de fréquences. Il existe notamment des étiquettes EPC, Electronic Product Code, qui sont passives, en lecture seule et qui fonctionnent avec des ondes de fréquence de 13,56 MHz. Ces étiquettes EPC font partie de la technologie RFID mais ont pour avantages d’être moins complexe et moins chère.
Dans ce scénario, on peut prévoir que le développement des étiquettes EPC prendra peu à peu des parts de marché sur le secteur des étiquettes code à barres.
Les barrières à l'entrée pour ce scénario sont :
    Le prix de la technologie RFID est actuellement très élevé par rapport aux codes à barres.
  L’évolution de la technologie RFID n’est pas encore tout à fait finalisée.
  Les associations de consommateurs tel que «Caspian» qui dénoncent la traçabilité des utilisateurs des étiquettes RFID.
  Les ondes radio pourraient être nuisibles pour les consommateurs.

Ces barrières à l’entrée tendront à s’estomper dans le futur. En effet, avec l’essor de cette technologie, la recherche finalisera le produit et les prix baisseront.

Les avantages pour ce scénario sont :
    Les normes de mise en place sont globalement validées
  Certains supermarchés ont commencé à investir et à s’équiper
  Les étiquettes EPC résistent mieux aux variations de l’environnement que les codes à barres.
  Les étiquettes EPC peuvent être lues dans toutes les directions.
  Les étiquettes EPC étant des étiquettes en lecture seule, les équipements pour les lire ne demandent pas de caractéristiques excessives de robustesse.
  Grâce aux étiquettes EPC les produits seront traçables ce qui pourra réduire les vols.
2- Scénario pessimiste
Les centres de grande distribution n’investissent pas dans les lecteurs d’étiquettes RFID car cela représente un coût beaucoup trop important. D’autre part, le lobby « Caspian » arrive à ses fins : ils ont prouvé que les étiquettes RFID mettent en danger la vie privée des consommateurs. De plus, des études scientifiques prouvent les nuisances des ondes radio sur la santé. Ainsi, les étiquettes RFID sont boycottées.
Les producteurs de ces technologies n’arrivent pas à vendre leurs marchandises. Ils ne peuvent donc plus investir dans la recherche et le développement. Le projet est donc abandonné.
Les étiquettes RFID n’arrivent donc pas à se développer et tombent aux oubliettes. Le code à barres reste leader sur le marché.
3- Scénario optimiste
La technologie de l’étiquette RFID s’est développée et a atteint son paroxysme. D’ailleurs les domaines d’application de la RFID se sont élargis (contrôle d’accès des personnels par identification et authentification, suivi des palettes…) réduisant ainsi les coûts de production et donc le prix des étiquettes. Les centres de distribution sont désormais tous équipés de lecteurs d’étiquettes RFID.
D’autre part, une loi est votée protégeant la vie privée des consommateurs ce qui fait donc accepter la RFID au lobby «Caspian».Et, une étude prouve que les ondes radio ne sont pas nuisibles
Les codes à barres disparaissent progressivement.
 
VII- Conclusion
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Le développement des étiquettes RFID va permettre le passage de la distribution de masse à celle de la distribution globale individualisée. Le consommateur n’attend plus seulement de la distribution une disponibilité permanente de produit, un approvisionnement global capable de lui offrir les produits du monde entier. Il veut être capable d’établir un lien individualisé avec le produit, que ce soit pour en contrôler la provenance et la fabrication pour des raisons de sécurité ou pour l’intégrer plus intimement dans son quotidien en créant une plus grande interaction entre lui et l’objet. La RFID répond aux besoins de traçabilité et de la permanence des liens entre les objets eux même et entre les objets et les consommateurs.
Cependant des solutions performantes à la fois techniques et économiques restent à trouver.
 
VIII- Bibliographie et Webographie
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Documents imprimés / en ligne
[1]   Anon. Liste des offreurs de solution RFID. Version 1.3 [en ligne]. Gencod EAN France, 5février 2004. Disponible sur : <http://www.gencod-ean.fr/fille/b/b46.htm> (consulté le 11/02/04)
[2] Pierre Georget  L’identification par Radio Fréquence, Principe et applications. Versio 1 [en ligne]. Gencod EAN France, mars 98. Disponible sur : <http://www.gencod-ean.fr/fille/b/b46.htm> (consulté le 11/02/04)
[3] Michel Duperrier RFID : Quelle éthique derrière l’étiquette ? XML [en ligne] 2004, p1-4. Disponible sur : <http://xmlfr.org/actualites/decid/031128-0001>
(consulté le 11/02/2004)
[4] Tagsys La RFID [en ligne]. Disponible sur : <http://www.tagsys.net> (consulté le 29/03/2004)
[5] Anon. RFID : des étiquettes sous surveillance. ZDnet [en ligne]. 2003. Disponible sur : <http://www.zdnet.fr/actualites/technologie/0,39020809,39130604,00.htm> (consulté le 11/02/2004)
[6] Zebra RFID Zebra [en ligne]. Disponible sur <http://www.rfid.zebra.com> (consulté le 29/03/2004)
[7] B.Jeanne-Beylot A, B, C de l’identification par Etiquettes Radiofréquence (RFID). IER dept, RFID/ ABC de la RFID. Décembre 2003, 31 p.
[8] HS. Metro va déployer la RFID en 2004 Emballages magazine, 2004, vol n° 690, p 3
[9] Anon. Sur les traces des étiquettes intelligentes Emballages Services [en ligne].1999. Disponible sur : <http://www.emballagedigest.com/site-decembre-99/Abonnes/Enq_Etiquettes.htm> (consulté le 11.02.2004)
[10] Anon. Les étiquettes communicantes Chambre Régionale de Commerce et d’Industrie Champagne-Ardenne [en ligne].2003, Version 2, pp.1-21. Disponible sur : <http://www.champagne-ardenne.cci.fr/fr/strategies/pagesco/pdf/Etiquettes_com2.pdf> (consulté le 18.03.2004)
[11] Anon. La lettre électronique du Forum RFID Gencod EAN France [en ligne]. 2001. Disponible sur :<http://www.gencod-ean.fr/fille/b/lettrerfid.htm> (consulté le 18.03.2004)
[12] Anon. Synthèse des ateliers RFID-EPC Ministère de l’Equipement, des Transports, du Logement, du Tourisme et de la Mer [en ligne]. 2004, pp 1-15. Disponible sur : <http://www.fr.atosorigin.com/presse/kits/RFID-EPC_situation_recommandation.pdf> (consulté le 29.03.2004)
[13] Anon. RFID JOURNAL. RFID JOURNAL [en ligne] Disponible sur : <http://www.rfidjournal.com> (consulté le 11.02.2004)
[14] Bernard Pineaux L’impression des « étiquettes intelligentes » Cahier des élèves de l'EFPG 2004, 2004.
[15] Gougeon Un système d’identification du futur : l’ePC. Gencod EAN France [en ligne]. 2003, pp. 1-4. Disponible sur : <http://www.tracenews.net/dossiers/epc.php > (consulté le 31.03.2004)
[16] Boris Mathieux RFID : l’étiquette intelligente qui va révolutionner la distribution. 01 Informatique [en ligne]. 2003. Disponible sur : <http://www.01net.com/outils/imprimer.php?article=206340> (consulté le 11.02.2004)
[17] Anon. Inventaire et descriptif général de quelques applications RFID. Gemplus [en ligne]. Disponible sur <http://www.eannet-france.org/download/nonprotege/b_outils_ean/rfid/Applisfr.pdf> (consulté le 31.03.2004)
[18] Philippe Arnal Le marché de la RFID évalué à 4,2 milliards de dollars aux Etats-Unis Le Journal du Net [en ligne]. 2004. Disponible sur : <http://solutions.journaldunet.com/0402/040217_rfid.shtml> (consulté le 08.04.2004)
[19] Philippe Arnal Le RFID intègrera-t-il bientôt les linéaires de supermarchés ? Le Journal du Net [en ligne]. 2004. Disponible sur : <http://solutions.journaldunet.com/0312/031208_rfid.shtml> (consulté le 08.04.2004)
[20] Rédaction ZDNet RFID : IBM pousse les étiquettes électroniques en Europe ZDNet France. Disponible sur : <http://www.zdnet.fr/actualites/technologie/0,39020809,39160186,00.htm> (consulté le 29.08.2004)
[20] Christophe Guillemin Les puces RFID ne sont pas encore prêtes pour investir les supermarchés ZDNet France. Disponible sur : <http://www.zdnet.fr/actualites/technologie/0,39020809,39156308,00.htm>
(consulté le 29.08.2004)
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