- Les codes-barres RF fonctionnent sans puce, batterie ni ligne de visée, offrant une identification sans contact robuste.
- Cette technologie permet la lecture simultanée de plusieurs articles, même en cas de contamination ou mauvais positionnement.
- Les matériaux biocompatibles et recyclables comme le PDMS avec nanotubes de carbone améliorent la durabilité des étiquettes.
- Le développement reste limité par l'absence de normes globales et la nécessité de lecteurs compacts abordables.
De nouveaux résultats de recherche ouvrent la voie à un étiquetage IoT durable.
La technologie RFID sans puce, également connue sous le nom de technologie de code-barres RF, gagne du terrain grâce aux récentes avancées de la recherche. Alors que la demande en emballages durables, en matériaux recyclables et en applications IoT rentables ne cesse de croître, les étiquettes sans puce offrent une alternative d'avenir et respectueuse des ressources à l' RFID classique, et même aux codes QR.
Qu'est-ce que la technologie des codes-barres RF ?
Les codes-barres RF sont constitués de structures conductrices imprimées qui réagissent aux ondes électromagnétiques dans des plages de fréquences spécifiques. Lorsqu'ils sont scannés par un lecteur, ils créent une signature spectrale, comme un code-barres, mais dans le domaine fréquentiel.
Contrairement aux étiquettes RFID traditionnelles ou aux codes QR, ils ne nécessitent ni puce, ni batterie, ni ligne de visée.
La structure de l'antenne : le cœur d'une étiquette de code-barres RF
L'antenne est fabriquée à partir de matériaux conducteurs, tels que l'argent ou l'encre de carbone, imprimés selon des géométries précisément définies sur un substrat comme du papier ou du plastique. Cette structure agit comme un résonateur passif : elle réfléchit les signaux haute fréquence entrants à certaines fréquences, créant ainsi un profil de rétrodiffusion unique.
Chaque combinaison de fréquences de résonance forme une « empreinte fréquentielle » distincte qui peut être détectée par un lecteur. En fonction de l'application et de la conception de l'étiquette, différentes bandes de fréquences sont utilisées, généralement de 1 à 10 GHz, mais aussi des bandes plus basses (par exemple, UHF) ou plus élevées si une profondeur de bits ou une résolution plus importante est requise.
Technologie de lecture : pourquoi les lecteurs RFID standard ne suffisent pas
Les étiquettes RFID sans puce, telles que celles utilisées dans la technologie des codes-barres RF, ne contiennent ni puce, ni mémoire, ni composants électroniques actifs. Leur modèle d'identification résulte uniquement de leur comportement physique de rétrodiffusion dans la gamme RF, ce qui impose de nouvelles exigences à la technologie des lecteurs.
Contrairement aux systèmes RFID conventionnels où un lecteur communique avec la puce via un protocole standardisé, les étiquettes sans puce n'offrent aucune réponse de protocole. Au lieu de cela, elles réfléchissent le signal d'une manière caractéristique, en fonction de la structure, de la géométrie et du matériau de l'étiquette.
La lecture de ces étiquettes nécessite des appareils spécialisés capables d'analyser la rétrodiffusion électromagnétique.
Deux approches éprouvées en R&D sont :
Analyseurs de réseaux vectoriels (VNA) : ils envoient des signaux haute fréquence à large bande (par exemple, 1 à 10 GHz) et mesurent avec précision les réponses en fréquence, produisant une empreinte spectrale similaire à un code-barres numérique dans le domaine fréquentiel.
Radio logicielle (SDR) : ces plateformes programmables permettent l'acquisition, l'analyse et l'interprétation en temps réel des signaux RF. Avec le logiciel approprié, les étiquettes sans puce peuvent être détectées, décodées et même corrélées avec des matériaux ou des conditions spécifiques.
Les portées de lecture actuelles se situent généralement entre quelques millimètres et environ 15 cm, voire plus dans des configurations de laboratoire optimisées. Cela est suffisant pour les applications en champ proche telles que les lignes d'emballage, l'inspection des boîtes, l'authentification ou les systèmes de tri, mais n'est pas encore comparable à la RFID standard (jusqu'à plusieurs mètres).
Nouvelles perspectives issues de la recherche
Des publications scientifiques récentes soulignent le vaste potentiel de cette technologie :
Les étiquettes flexibles avec des structures en réseau augmentent considérablement la portée de lecture et la puissance du signal.
Des matériaux durables tels que le PDMS (polydiméthylsiloxane, un silicone souple et flexible) associés à des nanotubes de carbone permettent d'obtenir des étiquettes biocompatibles et entièrement recyclables.
Les étiquettes sensibles au mouvement (modulation de mouvement) permettent de nouveaux modes d'interaction, par exemple la reconnaissance gestuelle.
Avantages par rapport aux codes QR
Si les codes QR constituent une solution peu coûteuse pour l'interaction avec les consommateurs, ils atteignent leurs limites dans les environnements industriels : ils doivent être visibles, propres et correctement alignés pour être scannés de manière fiable, et un seul peut être scanné à la fois.
Les codes-barres RF, en revanche, fonctionnent sans contact et de manière invisible. Ils permettent la lecture simultanée de plusieurs articles, par exemple dans le domaine de la logistique, sans nécessiter de ligne de visée ni de lecture manuelle.
« La RFID sans puce n'est pas une version allégée de la RFID, c'est une technologie indépendante qui permet des scénarios d'application entièrement nouveaux », explique le professeur Etienne Perret, co-développeur du projet ScattererID financé par l'UE.
Même en cas de contamination, d'humidité ou de mauvais positionnement, les codes-barres RF fournissent des résultats fiables. En même temps, ils sont plus difficiles à contrefaire, car leur signal de rétrodiffusion est physiquement unique.
Idéal pour l'automatisation, la sécurité et l'étiquetage durable
Les étiquettes à code-barres RF peuvent être imprimées directement sur du papier, des films ou des textiles, sans puce, sans batterie et sont entièrement recyclables. Cela ouvre de nouvelles perspectives d'application dans les domaines suivants :
Emballages intelligents
Logistique d'entrepôt et chaînes d'approvisionnement
Produits pharmaceutiques et médicaux
Étiquettes de sécurité inviolables
Leur intégration transparente dans les emballages et leur potentiel de production en série font des codes-barres RF une solution à la fois économique et écologique pour l'industrie 4.0.
La technologie des codes-barres RF en bref
La technologie des codes-barres RF permet une identification sans contact et sans puce. Elle est économique, recyclable et mécaniquement robuste. Des projets pilotes sont déjà en cours dans les domaines de l'emballage, de la protection contre la contrefaçon et de la recherche. Le potentiel d'adoption à grande échelle est élevé, en particulier pour les solutions d'emballage intelligentes et durables.
Pourquoi n'est-elle pas encore largement adoptée ?
Absence de normes mondiales pour les fréquences et la conception des étiquettes
Les lecteurs compacts et abordables sont encore en cours de développement
Les processus de production évolutifs pour des antennes précises commencent tout juste à voir le jour
Qui pilote le développement ?
Recherche : Grenoble INP (ScattererID), Université de Glasgow, MIT, TU Eindhoven
Industrie : Phenix Label, Brady Corp., Xerafy
Technologie de mesure : Keysight, Rohde & Schwarz, National Instruments
