Dans un contexte où la sécurité biométrique devient un enjeu majeur— contrôle aux frontières, accès sécurisés, cybersécurité militaire — PISÉO affirme son rôle de partenaire technologique stratégique pour les acteurs de la Défense.
La collaboration avec un industriel du secteur, engagé dans le développement d’un capteur d’empreintes digitales souple et de grande taille, basé sur une technologie organique, en est une démonstration concrète. Ce capteur de nouvelle génération ouvre la voie à des applications critiques : contrôle d’identité multi-doigts en environnements sensibles, authentification renforcée sur dispositifs mobiles, etc.
Pour que ce capteur tienne toutes ses promesses, il a fallu relever un défi qui allait bien au-delà d’un simple éclairage : concevoir un système optique sur mesure adapté à des contraintes mécaniques et électroniques particulièrement fortes. C’est pour résoudre cette équation exigeante que PISÉO a été choisi.
Contrairement aux capteurs classiques, ce dispositif devait fonctionner dans un espace restreint, sans source lumineuse frontale, tout en assurant une image nette et homogène, quelles que soient les conditions.
Le projet a présenté plusieurs contraintes techniques majeures :
- Large surface à illuminer : Le capteur étant beaucoup plus grand qu’un capteur d’empreinte standard, il fallait garantir un éclairage uniforme du centre jusqu’aux bords, sans zones d’ombre ni variations excessives.
- Épaisseur et intégration : Le capteur souple devait s’intégrer dans un dispositif compact. Le système d’illumination ne pouvait pas utiliser de sources au-dessus du doigt (pas de LED frontale), il devait éclairer latéralement ou en arrière-plan, à la manière des écrans de liseuses électroniques qui sont rétroéclairés par la tranche.
- Technologie organique et empilement optique : Le capteur est constitué de couches optiques et électroniques innovantes (polymères organiques, films minces, etc.). Un guide de lumière devait être intégré pour répartir la lumière des LED sous l’empreinte. Le guide, en contact direct avec d’autres couches sans espace d’air, modifiait radicalement la propagation et l’extraction de la lumière. De plus, un filtre angulaire était ajouté au-dessus du capteur pour ne laisser passer que les rayons lumineux quasiment perpendiculaires, condition indispensable pour obtenir une image nette de l’empreinte.
- Conditions d’utilisation exigeantes : Le système devait fonctionner dans divers environnements (par ex. lumière ambiante variable) tout en maintenant un contraste élevé entre les crêtes et les vallées de l’empreinte. Il fallait également éviter que de la lumière parasite ou des réflexions indésirables ne viennent flouter l’image.
Face à une telle complexité, une approche empirique aurait été chronophage et incertaine. Il fallait une compréhension fine des phénomènes optiques en jeu pour aboutir à une solution fiable et optimisée. C’est là que PISÉO a fait la différence, en mobilisant son expertise en conception optique et en modélisation avancée pour répondre à l’exigence technique.
L’approche de PISÉO a consisté à décomposer le problème en sous-systèmes optiques et à optimiser chacun d’eux, tout en assurant leur bon fonctionnement global.
Les principaux éléments du système d’illumination ont été :
- LEDs latérales : choisies pour leur angle d’émission et leur efficacité sans lentille. Le couplage avec le guide optique a été soigneusement ajusté pour limiter les pertes.
- Guide de lumière intégré : doté de microstructures de quelques microns, inspirées du rétroéclairage d’écrans plats. Objectif : distribuer la lumière uniformément et selon un angle précis.
- Filtre angulaire multicouche : modélisé pour bloquer les rayons trop inclinés et ne laisser passer que la lumière réfléchie directement par les crêtes de l’empreinte.
Modélisation 3D du système complet : L’une des forces de PISÉO dans ce projet a été d’utiliser des outils de simulation optique avancés pour créer un jumeau numérique du capteur biométrique. Chaque élément – LED, guide de lumière avec ses micro-structures, filtre angulaire, et même le doigt – a été modélisé afin de prédire le comportement du système. Cette approche a permis de tester virtuellement de nombreuses configurations et d’identifier les solutions optimales avant même la fabrication de prototypes physiques.
Au cours de cette mission, PISÉO a mené plusieurs itérations de conception en collaboration étroite avec le client. Les simulations ont servi à mettre en évidence les phénomènes optiques clés du système, permettant aux deux équipes de prendre des décisions techniques avisées.
Cette approche a permis de :
- Tester rapidement de nombreuses configurations.
- Prédire les performances optiques avant la fabrication.
- Réduire les incertitudes techniques et les allers-retours prototypes.
Par exemple, la première version du guide offrait une bonne uniformité mais avec un cône lumineux trop large. En affinant les microstructures, PISÉO a recentré l’émission lumineuse, augmentant la part de lumière réellement utile.
Les simulations ont aussi révélé l’impact du matériau entourant le guide (absence d’air libre, couches polymères), mettant en évidence des pertes optiques inattendues. PISÉO a alors recommandé des ajustements mécaniques et optiques pour corriger cela.
Le filtre angulaire, difficile à appréhender intuitivement, a également été modélisé en détail. Les résultats ont expliqué certains défauts observés sur les premiers prototypes (flous en bord d’image), ce qui a permis de les corriger rapidement.
Tout au long du processus, le client a bénéficié d’une transparence complète sur les phénomènes optiques intervenant au sein de son système, tels que le fonctionnement du guide optique, l’impact du filtre angulaire et l’importance du choix des matériaux. Les résultats des simulations réalisées par PISÉO ont permis d’expliquer précisément les observations effectuées par le client lors de ses propres essais de développement. Cette compréhension approfondie a ainsi facilité l’optimisation de la conception et renforcé la confiance du client envers la performance finale du produit.
Modéliser un doigt humain ne se limite pas à reproduire un motif 2D : il faut prendre en compte sa topographie complexe (crêtes et vallées) et ses propriétés optiques (diffusion à travers les couches de la peau). Pour cela, PISÉO a mené une campagne de mesures photométriques, utilisant un goniomètre optique pour analyser la réflexion lumineuse sur de vrais doigts.
Les données recueillies ont révélé une double réponse : une réflexion due à l’humidité naturelle de la peau, et une diffusion plus large. Ces caractéristiques ont été traduites en BRDF (Bidirectional Reflectance Distribution Function – fonction de diffusion) et intégrées dans le modèle optique.
Résultat : la simulation a généré des images d’empreintes très proches de la réalité. Comparées aux images physiques, elles ont confirmé la précision du modèle. Même le traitement d’image du client (par soustraction de référence) a pu être simulé avec succès, révélant les détails de l’empreinte.
Cette modélisation avancée, validée expérimentalement, a renforcé la confiance du client et permis de fiabiliser le développement dès les phases amont.
Au terme du projet, le système d’illumination optimisé développé par PISÉO a été intégré dans le capteur d’empreintes digitales du client. Les essais du prototype final ont confirmé les performances attendues : l’éclairage est uniforme, suffisant pour bien distinguer chaque détail de l’empreinte, et l’image obtenue est nette et contrastée sur toute la surface du capteur.
Grâce aux conseils de PISÉO, plusieurs ajustements cruciaux (choix des LED, design du guide de lumière, affinage du filtre angulaire, etc.) ont été apportés, conduisant à un dispositif pleinement opérationnel. Le client a ainsi pu affiner sa conception et lancer son produit avec confiance.
Ce capteur de nouvelle génération ouvre la voie à des usages concrets et critiques : bornes d’identification multi-doigts dans les aéroports, sécurité renforcée pour les transactions mobiles, etc.
Ce projet incarne la capacité de PISÉO à transformer un cahier des charges exigeant en une solution industrielle prête à l’emploi, même dans les environnements technologiques les plus contraints. Pour les acteurs de la Défense et de la Sécurité, où chaque détail compte et où la fiabilité ne se négocie pas, cette expertise fait la différence.
Grâce à une maîtrise fine de la modélisation optique, une approche rigoureuse de la conception et une collaboration étroite avec ses clients, PISÉO ne se contente pas de résoudre des problèmes : il apporte une compréhension complète du système, accélère les développements et sécurise les choix techniques
Dans un monde où la supériorité technologique est un enjeu stratégique, PISÉO transforme les contraintes opérationnelles en solutions concrètes. Pour vos systèmes de détection optiques, vos systèmes d’authentification ou vos dispositifs optroniques embarqués, PISÉO est un partenaire engagé au service de la performance et de la sécurité
