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La société Thinfilm a développé plusieurs technologies qui lui permettent de produire des étiquettes électroniques en les imprimant sur des bobines en polymère. Cela offre l’avantage de pouvoir fabriquer en masse à moindre coût, une condition indispensable pour que de tels outils puissent être déployés à grande échelle. © Thinfilm
Le respect de la chaîne du froid est l'un des piliers de l'agroalimentaire et de la sécurité sanitaire. La problématique est la même dans l'industrie pharmaceutique, où un nombre croissant de produits et de médicaments sont thermosensibles (vaccinsvaccins, produits sanguins, probiotiquesprobiotiques, etc.). Actuellement, les consommateurs ne peuvent pas savoir si les denrées périssables qu'ils achètent ont connu ou non une rupture de la chaîne du froid entre le moment de leur production et leur mise en rayon. Cela changera peut-être d'ici un à deux ans, grâce à l'arrivée de nouvelles étiquettes électroniques.
Thinfilm, une entreprise basée à Oslo en Norvège, vient de dévoiler le premier prototype fonctionnel d'étiquette électronique qui détecte, enregistre et affiche des variations de température. Fabriquée à partir d'un polymèrepolymère souple et transparenttransparent, la Smart Sensor Label intègre un circuit électronique, un capteur de températurecapteur de température, de la mémoire de stockage, une batterie, un interrupteur et un écran indiquant le nombre de fois où le produit a été soumis à des températures inférieures à 15 °C ou supérieures à 45 °C. Elle pourrait être collée sur toute sorte d'emballages pour être consultable à tout moment. Les données stockées sur ces étiquettes sont lisibles pendant au moins dix ans, affirme Thinfilm.
Tournée par Thinfilm, cette vidéo montre le fonctionnement de l’étiquette de détection de température. Elle est équipé d’un interrupteur qu’il suffit d’actionner (label is turned on). Elle est fabriquée à partir d’un matériau en polymère souple qui intègre une batterie afin de lui assurer un fonctionnement autonome (self-powered electronic label). Lorsqu’une source de chaleur est approchée du capteur (heat element added to sensor), l’étiquette enregistre l’information et affiche un changement sous la forme d’un code couleur bleu foncé que l’on voit apparaître dans la première case en bas à gauche. © Thinfilm Electronics
Étiquettes électroniques imprimées sur des bobines en polymère
Au cœur de cette étiquette se trouvent plusieurs technologies sur lesquelles Thinfilm travaillait depuis plusieurs années. La mémoire de stockage tout d'abord, qui repose sur un procédé de polymère ferroélectrique. Un film ferroélectrique est enchâssé entre deux électrodesélectrodes, le tout étant protégé par une double couche de polymère. Ce système permet d'obtenir une mémoire non volatile qui représente une alternative à la mémoire flash plus coûteuse et moins facile à intégrer. Thinfilm est parvenu à combiner cette mémoire ferroélectrique avec un circuit logique fabriqué à partir de transistor à couches minces (thin-film transistor, ou TFT).
Grâce à cette innovation, il est possible de fabriquer l'étiquette électrique en l'imprimant avec le procédé « roll to roll ». Cette technique de production industrielle, proche dans son principe des rotatives d'imprimerie, permet de concevoir des produits électroniques à partir de bobines de polymère sur lesquelles les composants (mémoire ferroélectrique, circuit logique) sont gravés simultanément. Un processus qui s'avère nettement moins onéreux que les techniques employées dans l'industrie des semi-conducteurs. Autre avantage de ce système, il permet d'optimiser le taux d'utilisation des matériaux en exploitant au maximum la surface imprimable disponible pour limiter les déchetsdéchets.
Thinfilm ne compte pas se limiter à la fabrication d'étiquettes pour la détection des températures. « L'intégration de la mémoire et du circuit logique crée une plateforme extensible à partir de laquelle nous pourrons concevoir une large variété de produits électroniques à bas coût sous forme d'étiquettes. L'impression apporte des avantages d'échelle et de coûts avec lesquels les autres technologies ne peuvent pas rivaliser », estime Davor Sutija, le PDG de Thinfilm. La première étape de ce plan commencera avec la sortie des premières étiquettes électroniques destinées au suivi de la chaîne du froid fin 2014.
