Lorsque Heinrich HERTZ découvre les ondes radio en 1888, il est loin de se douter des formidables applications qui en découleront un siècle plus tard dans l’univers de l’emballage.
Les étiquettes RF et RFID sont une des multiples applications liées à cette découverte.
Présentes sur de nombreux marchés, les étiquettes RF et RFID répondent à des besoins différents.
- RF : radio-fréquence
- RFID : radio-fréquence avec identification
Les étiquettes RF
Généralités sur les étiquettes RF
La technologie RF (radio-fréquence) se distingue de la RFID (radio-fréquence avec identification) par le simple fait qu’elle n’intègre pas de puce (donc pas de mémoire) mais seulement une antenne. Le plus souvent, cette antenne joue le rôle d’anti-vol. Les portiques situés aux caisses ou aux sorties des magasins détectent alors cette antenne.
En France, on estime que la démarque inconnue représente environ 1,4 % du chiffre d’affaires d’un magasin. Dans certains secteurs d’activité, ce taux peut atteindre 4 voire 5 % du chiffre d’affaires. Les enseignes doivent donc s’équiper pour y faire face.
Les produits de grande consommation les plus concernés par la démarque inconnue et donc par les étiquettes anti-vol RF sont :
- les cosmétiques
- les vins et spiritueux
- les vêtements
- les parfums
- les lames de rasoir
- certains produits alimentaires comme la viande ou le fromage
Après le filament anti-vol (qui suppose quelques contraintes techniques en fabrication : longueur mini, découpe), les étiquettes radio-fréquence restent parmi les technologies les plus employées pour lutter contre le vol en linéaires.
On parle communément :
- d’étiquette radio-fréquence
- d’étiquettes RF
- de tags anti-vol
- de tags RF
- ou encore d’étiquettes EAS (Electronic Apparel Security)
Fonctionnement des tags RF
Les antennes peuvent être détectées par les portiques mais ne communiquent pas avec ces équipements.
Les normes en vigueur en France et en Europe définissent une fréquence d’utilisation de 8.2 MHz pour la plupart des portiques utilisés. Certains systèmes étrangers peuvent néanmoins fonctionner sur une fréquence différente. Dans ce cas, l’antenne peut devenir incompatible avec le système de détection.
La plupart des antennes disponibles sur le marché sont désactivables. Ainsi, un produit acheté dans un magasin A ne sera pas détecté dans un magasin B.
Formes & formats des étiquettes RF
Les étiquettes RF sont souvent de forme relativement basiques (carré, rond, rectangle). Parmi les formats les plus courants, on retrouve :
- carré 30 x 30 mm
- carré 40 x 40 mm
- diamètre 30 mm
- rectangle 15 x 52 mm
Important : il ne faut surtout pas confondre les étiquettes RF (donc étiquettes anti-vol) avec celles destinées au passage automatique en caisse, qui assurent également une fonction d’anti-vol.
Toutes (ou presque) ces étiquettes existent en version transparente ou blanche. La version blanche signifie qu’un papier blanc a été laminé par-dessus l’étiquette. Ce papier peut être imprimé aussi bien en transfert thermique qu’en thermique direct.
Applications des étiquettes RF
La plupart des étiquettes anti-vol radio-fréquence ne sont pas compatibles avec une application en milieu frais ou humide. La basse température altère la détection de l’antenne. Un fournisseur européen propose néanmoins un tag anti-vol capable de pallier cette problématique, notamment pour les produits frais et surgelés (jusqu’à -18°C).
Rappelons également qu’une antenne anti-vol radio-fréquence collée sur une canette en métal n’est pas détectée. Si le liquide contenu à l’intérieur ne présente pas de difficulté de détection, le métal rend le tag anti-vol indétectable.
Point de vigilance concernant le passage au micro-ondes : l’étiquette RF est en partie fabriquée à base de métal. Elle n’est donc généralement pas compatible avec un passage au four à micro-ondes. Depuis quelques années, un fournisseur proposerait toutefois un tag RF « spécial micro-ondes ».
Les étiquettes RFID
Généralités sur la technologie RFID
Pour mémoire : RFID = radio-fréquence avec identification.
Les étiquettes RFID (ou tags RFID) sont dotées d’une antenne et d’une micro-puce dans laquelle sont encodées des informations de traçabilité, de logistique ou encore d’identification produit.
Parmi les applications historiques, on peut citer :
- le système de télépéage autoroutier
- le marquage des animaux et du bétail
Parmi les applications plus récentes, on retrouve :
- les usages logistiques dans l’industrie
- la pharmacie
- l’agroalimentaire
- l’automobile
- la gestion des parcs de Véli’b ou de Vélo’v
- les cartes de transport comme le pass Navigo
- le paiement sans contact
Technologies RFID HF et UHF
La technologie RFID fonctionne principalement sur deux fréquences caractéristiques :
- la HF (haute fréquence) à 13.56 MHz
- l’UHF (ultra-haute fréquence) de 860 à 960 MHz selon les continents
En Europe, on travaille avec une pointe à 867 MHz. Aux USA et en Asie, la pointe de lecture se situe davantage autour de 920 MHz.
Il est très facile de distinguer à l’œil une étiquette HF d’une étiquette UHF car les antennes n’ont pas les mêmes caractéristiques :
- les antennes HF sont des circuits fermés et se comportent comme une boucle
- les antennes UHF sont des circuits ouverts ; on parle davantage de dipôles
Exemples d’antennes HF (circuits)
Exemples de dipôles UHF
Fonctionnement des technologies HF et UHF
En HF (13.56 MHz), le lecteur crée un champ magnétique qui active la puce afin de dialoguer avec elle. La distance de lecture reste relativement courte, environ 1 mètre.
En UHF (de 860 à 960 MHz), ce sont les fréquences radio qui activent l’antenne et la puce. Les distances de lecture peuvent alors atteindre 7 à 10 mètres.
Une autre technologie RFID a récemment fait son apparition sur le marché : le NFC (Near Field Communication), utilisé notamment sur les smartphones et les cartes à puce.
Le NFC fonctionne sur la même fréquence que les antennes HF (13.56 MHz) mais nécessite quasiment un contact, entre 2 et 3 cm, pour permettre la communication entre la puce et le lecteur.
Normes RFID et NFC
Ces différentes technologies sont régies par des normes européennes et internationales.
En HF, il existe principalement trois normes :
- ISO 18000-3 (HF)
- ISO 15693 (HF)
- ISO 14443 (NFC)
La norme ISO 15693 est surtout utilisée par les bibliothèques et les pharmacies. La distance de lecture atteint environ 1 mètre.
La norme ISO 14443 concerne principalement les cartes de paiement et les applications mobiles. En NFC, la distance de lecture est de l’ordre de 25 mm.
En UHF, la norme la plus utilisée reste l’ISO 18000-6C, aussi appelée EPC UHF Gen 2. Ce standard constitue aujourd’hui la référence mondiale pour le marquage RFID des produits manufacturés.
Caractéristiques des puces RFID
Chaque puce est généralement caractérisée par un numéro tid/uid unique. Le lecteur peut lire ce numéro puis l’attribuer au produit étiqueté. Ce numéro ne prend pas d’espace mémoire et ne peut pas être effacé.
La zone EPC est une zone mémoire qui facilite la lecture rapide de la puce, surtout en UHF. La capacité mémoire atteint souvent 128 bits en UHF mais peut aller jusqu’à 512 ou 1024 bits en HF.
Dans les fiches techniques, on retrouve souvent la mention « EPC Class 1 Gen 2 », correspondant à la norme EPC lisible de 860 à 960 MHz.
Aujourd’hui, certaines puces disposent d’une mémoire élargie appelée « user memory ». Cette capacité supplémentaire peut atteindre 1024 octets en UHF.
Datées et issues d’une ancienne technologie, les puces MIFARE sont désormais beaucoup moins utilisées.
Nouveautés et innovations RFID
Les nouvelles puces SLX2 offrent une lecture multiple. Un seul lecteur peut ainsi lire simultanément plusieurs puces.
Certains fournisseurs proposent également des tags RFID compatibles à la fois avec l’UHF et le NFC. Une seule puce peut alors communiquer avec les deux protocoles.
En UHF, la technologie MONZA 4D a évolué vers MONZA 5 puis vers les solutions MONZA R6 et MONZA R6P, qui offrent de nouvelles fonctionnalités.
Un fournisseur propose également un tag UHF capable d’être lu sur une surface métallique, sous réserve que le lecteur conserve une visibilité directe sur le tag et respecte une distance maximale d’environ 4 mètres.
Présentation des tags RFID
L’ensemble des technologies présentées ci-dessus existe aujourd’hui sous forme d’étiquettes adhésives. Pourtant, les antennes ne sont pas fabriquées directement sous cette forme.
Les fabricants produisent les antennes RFID en millions d’exemplaires, en bobines et en continu. Elles sont ensuite converties en étiquettes adhésives.
Avant cette conversion, on parle d’inlay RFID. Ces inlays possèdent un pas et un entraxe spécifiques qui correspondent rarement aux besoins finaux des utilisateurs.
On retrouve principalement deux types d’inlays RFID :
Wet inlays
- tags RFID adhésifs
- papier ou transparent
- livrés découpés ou en bobines
Dry inlays
- tags RFID non adhésifs
- livrés en bobines
Par défaut, les tags sont transparents mais il existe également des versions papier (velin).
Interactions des tags RFID avec l’environnement
Les distances de lecture et les performances des puces RFID dépendent directement de leur environnement.
L’eau et les liquides ne posent généralement pas de problème en HF ISO 15693 ou en NFC. En revanche, les métaux perturbent fortement le fonctionnement des antennes.
En UHF, ni l’eau ni le métal ne sont compatibles avec une lecture optimale de l’antenne. Il faut donc éloigner le tag du liquide ou du métal à l’aide d’une mousse ou d’un espace d’air.
Le métal agit également comme un obstacle au champ magnétique. Sur une palette de boîtes de conserve, par exemple, le lecteur ne pourra lire correctement que la première rangée.
RFID et fonction anti-vol
Les étiquettes RFID ne remplacent pas les étiquettes anti-vol RF car leurs fréquences d’utilisation sont différentes. Même en HF, les tags RFID fonctionnant à 13.56 MHz ne peuvent pas être détectés par des portiques RF fonctionnant à 8.2 MHz.
En revanche, certains magasins utilisent les étiquettes RFID pour le passage automatique en caisse et l’inventaire instantané. Lorsqu’un produit n’est pas lu en caisse, il reste considéré comme présent en stock. Les portiques placés à la sortie du magasin peuvent alors détecter cette anomalie et déclencher une alerte.
La technologie RFID permet donc de combiner trois fonctions :
- inventaire instantané en linéaires
- passage en caisse automatique
- anti-vol
Applications STRATUS
Depuis plusieurs années, STRATUS PACKAGING est équipé d’une solution d’insertion d’antennes RF ou RFID.
Plusieurs solutions sont envisageables :
- STRATUS fournit les tags sur la base d’un cahier des charges transmis par le client
- le client fournit directement les tags RF ou RFID
Techniquement, les tags peuvent être :
- insérés sous une étiquette adhésive ou un multipage refermable (entre l’adhésif et le backing)
- déposés au recto d’une étiquette adhésive, d’un multipage ou d’un manchon rétractable…
