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Vous êtes ici : Accueil > Technique > Mémoires > Les codes 2D Révision : 12 juillet 2012  
Les codes 2D
 
             Vicky KOUAS-BRAHMI et Pauline LECHEVALIER

Étudiants Licence Professionnelle
Juin 2011
Mise en ligne - Juillet 2012

Avertissement
Ce mémoire d'étudiants est une première approche du sujet traité dans un temps limité.
À ce titre, il ne peut être considéré comme une étude exhaustive comportant toutes les informations
et tous les acteurs concernés.

       
     
  Plan  
I - Introduction
II - Codes 2D et technologies sans contact
III - Analyse économique et prospective
des codes 2D
IV - Conclusion
V - Bibliographie - Webographie
     
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I - Introduction

Plan

   
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  Figure 1 - QR Code
vers le webmobile de
Grenoble INP-Pagora
 

Vous avez peut-être déjà aperçu un étrange pictogramme fait de “petits carrés blancs et noirs” dans un magazine, sur un abri-bus ou encore sur votre e-billet SNCF. Et vous vous êtes sans doute demandé ce que cela pouvait être et à quoi cela pouvait bien servir ? Il s’agit d’un code-barres de dernière génération : un code bidimensionnel ou code 2D. Petit à petit, ces codes fleurissent dans notre environnement. Contrairement aux codes-barres traditionnels, ils s’adressent désormais aux consommateurs et ne servent plus uniquement à la logistique.

Le premier code-barres – le code-barres circulaire – est apparu en 1949 mais il n’a jamais été mis en pratique. C’est seulement onze ans plus tard qu'a vu le jour un code-barres (barres et espaces) destiné à identifier les wagons de chemin de fer. À partir de 1970, des codes-barres sont utilisés dans les bibliothèques aux États-Unis et les problématiques liés à la grande distribution commencent à se poser. Trois ans plus tard, le code UPC (Universal Product Code) est adopté pour répondre à la demande dans ce secteur. En 1977, l'Europe adopte le code EAN (European Article Numbering) encore employé aujourd’hui.

En 1987, apparaissent les premiers codes 2D capables de contenir un plus grand nombre de données : le Datamatrix (1989), le PDF-417 (1990), le MaxiCode (1992) et le QR Code (1994) pour ne citer que les plus connus. C’est en 1999 qu’un tournant est pris et que les codes 2D tels que nous les connaissons sont mis au point. En effet, la société japonaise Denso Wave, qui a créé le QR code pour le suivi des pièces automobiles Toyota, le détourne de son utilisation industrielle pour l'adapter au grand public. Sa licence devient libre et sa lecture possible avec la caméra d’un téléphone mobile. La population japonaise se l’approprie rapidement et les codes 2D (essentiellement le QR code) font aujourd’hui partie de son quotidien. Ils sont partout – magazines, affiches, télévision, emballages – et permettent d’obtenir des informations supplémentaires sur les produits.

II - Codes 2D et technologies sans contact

Plan

II-1 - Codes bidimensionnels

Les codes bidimensionnels sont des codes à deux dimensions (codes 2D). Il s’agit d’une évolution des codes-barres (une dimension) utilisés notamment dans la grande distribution. Les codes 2D se différencient des codes-barres traditionnels tout d'abord par leur aspect visuel. En effet, les barres verticales sont remplacées par des petits carrés noirs et blancs formant eux-mêmes un carré. Ensuite, leur capacité de stockage est bien plus importante que celle des codes-barres classiques car les informations sont contenues dans une matrice à deux dimensions. Le système de lecture est lui aussi différent : les codes-barres ne sont lus pratiquement que par des lasers, alors que les codes 2D sont lus par des caméras (webcam, téléphone portable ou ordinateur). Enfin, il y a moins de contraintes dimensionnelles – de nombreux formats existent – et ils peuvent être lus dans n’importe quel sens.

Aujourd’hui, il existe plusieurs codes bidimensionnels avec pour certains des fonctionnalités distinctes. Les plus connus sont le Datamatrix, le PDF-147 et le MaxiCode.

II-1-1 - Datamatrix

Premier code 2D à voir le jour dans les années 80 aux États-Unis, le Datamatrix appartient au domaine public et est donc libre de droit [Figure 2]. Le motif de repérage, appelé L, permet de spécifier l’orientation et la structure du code. Aujourd’hui, il est très utilisé pour la traçabilité grâce à sa haute sécurité de lecture et à un très puissant algorithme de correction des erreurs, le code de Reed-Solomon. Dans le secteur de la santé, il est devenu obligatoire de l'apposer sur les boîtes de médicaments car il permet d'authentifier les produits pharmaceutiques tout au long de la chaîne d’approvisionnement. Il sert aussi au marquage de petites pièces mécaniques ou électroniques.

                Datamatrix      
  Figure 2 - Datamatrix  
     

II-1-2 - PDF-417

Apparu dans les années 90 aux États-Unis, le PDF-417 est une version du code empilé [Figure 3]. De longueur variable, il possède une grande capacité de stockage et de fiabilité grâce à l’utilisation du code de Reed-Solomon permettant de reconstituer des données mal imprimées, effacées, floues ou encore arrachées. Le PDF-417 est utilisé dans le domaine militaire et dans le transport (billets de train).

                Code PDF-147      
  Figure 3 - PDF-147  
     

II-1-3 - MaxiCode

Appelé à l’origine “UPS Code”, le MaxiCode est développé par United Parcel Service (UPS) en 1992. Son élément central est composé de trois anneaux concentriques [Figure 4]. Ce code est essentiellement utilisé pour le tri et la classification des colis sur les convoyeurs.

                MaxiCode      
  Figure 4 - MaxiCode  
     

Depuis quelques années, de nouveaux codes offrent de nouvelles fonctionnalités destinées au grand public. En effet, ils permettent un lien vers l’Internet mobile ou l’affichage d’un texte, simplement en prenant une photo du code. Les plus connus sont le QR Code et le Flashcode.

II-2 - QR Code

Le QR Code a été inventé en 1994 par Denso Wave pour améliorer et sécuriser la traçabilité des pièces dans l’industrie automobile japonaise. En 1999, il devient  une référence au Japon et passe sous licence libre. Son format est direct c’est-à-dire que les données sont directement contenues dans le code. “QR” signifie Quick Response : le contenu peut-être décodé rapidement. Il peut stocker un grand nombre de données, verticalement et horizontalement : jusqu’à 7089 caractères numériques et 4296 caractères alphanumériques, alors que le code-barres classique ne contient qu’une vingtaine de caractères [Figure 5].

                      
  Figure 5 - Comparaison des capacités de stockage des données entre le QR Code et le code-barres
[QRcode.com]
 
         

Créer un QR Code est accessible à tous. Il existe de nombreux générateurs de QR Code en ligne ou via des logiciels à télécharger. Quelque soit la solution choisie, elle est souvent gratuite (la licence relevant du domaine public) et simple d’utilisation.

Les générateurs de codes 2D ne proposent pas tous les mêmes options. Par exemple, les deux générateurs de QR Code présentés ci-dessous permettent de choisir le niveau de correction d’erreurs [Figure 6]. Cette option n'existe pas dans tous les générateurs. Autre exemple : l’un des deux propose la génération d’un micro QR Code. Ainsi, il faut trouver le générateur offrant les options qui seront utiles. Il peut aussi être intéressant de développer son propre générateur. Sur Internet, il est assez facile de trouver des codes de générateurs – que l’on peut s’approprier – ou des bouts de codes expliqués (le tout en PHP).

               Générateur de QR Code       Générateur de QR Code  
  Figure 6 - Deux exemples de générateurs de QR Code en ligne : [codeqrnews] et [keremerkan]  
         

Pour lire le contenu du QR Code, il est nécessaire de posséder un téléphone doté d'un appareil photo et d'une application permettant de le décoder. Il peut mémoriser du texte, une adresse Web (URL), une adresse de messagerie, un numéro de téléphone, un évènement... Le QR Code est normalisé par la norme ISO 18004.

Il existe plusieurs types de QR Code.

Notre étude porte sur les deux premiers types de QR Codes qui concernent davantage les imprimeurs. Il faut tout de même noter que quelque soit le type du QR Code, le principe reste le même.

II-2-1 - Structure générale

Le QR Code est composé de plusieurs parties distinctes. Certaines sont directement liées aux données contenues dans le symbole (zone d’encodage), tandis que d’autres ont des fonctions précises pour faciliter la lecture du QR Code (motifs fonctionnels ou function patterns). Le symbole est formé de modules, généralement carrés, clairs et foncés [Figure 7].

                Structure du QR Code complet      
  Figure 7 - Structure du QR Code complet  
     

La structure d’un micro QR Code est semblable, en version miniaturisée, au QR Code complet. Ainsi, il peut être apposé sur des surfaces de marquage limitées. Pour réduire sa taille, non seulement l’espace attribué aux données est diminué mais aussi l’espace encombré par les motifs de positionnement [Figure 8].

                Structure du micro QR Code      
  Figure 8 - Structure du micro QR Code  
     

II-2-2 - Construction d’un QR Code

Analyser la construction du QR Code permet de comprendre sa technologie, le rôle du générateur ou du lecteur mais aussi de cerner les modifications esthétiques possibles. En effet, si le QR Code est l’un des codes 2D les plus efficaces – rapidité de lecture, grande capacité de stockage des données –, son apparence n’est pas des plus attractives.

Étape 1 - Analyse des données pour en déterminer le type

Il existe quatre types de données :

Prenons l'exemple de la création d’un QR Code contenant l'information suivante : http://pagora.grenoble-inp.fr
Il s’agit donc d’un QR Code contenant une URL renvoyant vers un site Web (le site de Grenoble INP-Pagora).

N.B. : les données alphanumériques ne prennent pas en compte les caractères en bas de casse. Pour utiliser des caractères en minuscules, il faut passer sur des données codées sur 8 bits. Ici, l’URL est entrée en lettres majuscules afin que tous les caractères soient inclus dans la table alphanumérique. En effet, selon le type de données à encoder, les capacités de stockage nécessaires sont plus ou moins importantes pour le même nombre de caractères.

Étape 2 - Encodage des données

Il faut commencer par attribuer une valeur aux caractères en se rapportant aux tables définies par l’ISO 18004 [Tableau 1].

                     
  Tableau 1 - Table de valeurs correspondant aux caractères alphanumériques
[ISO 18004-2000]
 
     

Transcription des caractères pour notre exemple selon les valeurs données dans le tableau :
17, 29, 29, 25, 44, 43, 43, 25, 10, 16, 24, 27, 10, 42, 16, 27, 14, 23, 24, 11, 21, 14, 41, 18, 23, 25, 42, 15, 27, 43.

Selon le type de caractères, il faut les regrouper de manières différentes et les encoder sur un nombre de bits différents :

Si le nombre de caractères à encoder n'est pas un multiple de 3, le dernier chiffre est laissé seul et encodé sur 4 bits ou regroupés par 2 et encodés sur 7 bits.

Pour notre exemple : (17, 29), (29, 25), (44, 43), (43, 25), (10, 16), (24, 27), (10, 42), (16, 27), (14, 23), (24, 11), (21, 14), (41, 18), (23, 25), (42, 15), (27, 43).

Si le nombre de caractères à encoder n’est pas un multiple de 2, le dernier caractère est laissé seul et codé sur 6 bits.

Ensuite, il faut prendre séparément chaque paire de valeurs de caractères, multiplier le premier chiffre par 45 puis lui ajouter le second chiffre. Si ce n'est pas un multiple de 2 et que la valeur du caractère est seule, on ne fait aucune opération.

17 x 45 + 29 = 794 ... 27 x 45 + 43 = 1258

On obtient ainsi : 794, 1330, 2023, 1960, 466, 1107, 492, 747, 653, 1091, 959, 1863, 1060, 1905, 1258. Ce sont ces dernières valeurs qui sont codées sur 11 bits.

L'encodage obtenu est donc : 794 : 01100011010 - 1330 : 10100110010 - 2023 : 11111100111... - 1258 : 10011101010

Étape 3 - Concaténation des données binaires

Quelque soit le type de données, il faut concaténer les données binaires obtenues, dans l’ordre de départ.
Cela donne dans notre exemple : 01100011010 10100110010 11111100111 ... 10011101010

Étape 4 - Ajout des données binaires complémentaires

Une fois les données encodées sous forme de bits, il faut que le lecteur puisse les interpréter. Pour cela, il doit connaître le mode utilisé. C’est pourquoi les informations complémentaires suivantes sont insérées.

Indicateur de mode

Il suffit de concaténer au début de la chaîne de données binaires les 4 bits correspondant au mode utilisé d’après le tableau défini dans la norme 18004 [Tableau 2].

                     
  Tableau 2 - Indicateurs de modes
[ISO 18004-2000]
 
     

Dans notre exemple, nous ajoutons 0010 en tête de la chaîne afin d'indiquer au lecteur qu'il s'agit du mode alphanumérique.

Nous obtenons donc : 0010 01100011010 10100110010 11111100111 ... 10011101010

Character count indicator

Il faut indiquer sur un nombre de bits donné, le nombre de caractères codés dans notre symbole. Dans notre exemple, il y a 30 caractères [Tableau 3] :

                     
  Tableau 3 - Nombre de caractères codés dans le symbole  
     

Le nombre de bits sur lequel coder le nombre de caractères dépend de la version du QR Code et du type de données [Tableau 4].

Version
du QR Code
Données numériques Données alphanumériques Données codées sur 8 bits
1 à 9 10 9 8
10 à 26 12 11 16
27 à 40 14 13 16

Tableau 4 - Nombre de bits

Il faut choisir la version adaptée c’est-à-dire ayant une capacité de stockage suffisante pour contenir toutes les données mais sans utiliser non plus un QR Code plus grand que nécessaire. En effet, plus il y a de modules, plus longtemps mettra le lecteur à lire les données.

Nous connaissons le nombre de modules dont nous avons besoin pour coder nos informations. Il faut ajouter le character count indicator qui peut être dans notre cas de 9, 11 ou 13 bits. En réalité, un générateur de code calcule sa version en fonction du nombre de caractères et de leur nature en premier lieu. En effet, il est aussi possible de combiner les différents types de caractères. De ce fait, s'il y a des chiffres et des caractères, il est parfois intéressant de combiner des données numériques et alphanumériques.

Nos données sont ainsi construites :
Indicateur de mode + character count indicator + données + indicateur de mode + character count indicator + données...

Dans cette démonstration, nous calculons la version du code à ce niveau-là car nous estimons que le lecteur peut mieux la comprendre à cette étape du rapport. Dans notre exemple, nous avons donc besoin de : 11 x 15 soit 165 modules pour coder les données + 4 (indicateur de mode) + 9, 11 ou 13 (charactere count indicator).

Selon le Tableau 5 ci-dessous (dont les valeurs sont explicitées plus loin), nous devons utiliser la version 2.

                     
  Tableau 5 - Version du QR Code  
     

Le character count indicator doit donc être codé sur 9 bits. Soit : 000011110

Nous obtenons donc : 000011110 0010 01100011010 10100110010 11111100111 ... 10011101010

Étape 5 - Formation des codewords

Les données binaires doivent être découpées par octets, soit 8 à 8. Ces chaînes de 8 bits sont appelées codewords. On ajoute des 0 à la dernière chaîne si nécessaire afin de compléter l’octet [Tableau 6].

Chaîne 1 Chaîne 2 Chaîne 3 Chaîne 4
00001111 0 0010 011 00011010 10100110
Chaîne 5   Chaîne 23 Chaîne 28
010 11111   10000000 00000000

Tableau 6 - Codewords (chaînes de 8 bits)

Édition du code de correction d'erreurs

Toutes les données sont maintenant encodées et aptes à être décodées. Cependant, avant de les placer dans le symbole, il faut éditer un code de correction d’erreurs. En effet, l'un des points forts du QR Code est son système de correction d’erreurs fondé sur le code de Reed-Solomon. Il permet une bonne lecture du QR Code même si celui-ci est endommagé (rayure, élément graphique positionné dessus, page pliée, etc.). Même s'il ne peut pas décrypter toutes les données, le lecteur de QR Code peut néanmoins déduire ces informations grâce aux modules destinés au code de correction d’erreurs.

Le calcul de ces corrections d’erreurs s'appuie sur les corps de galois. Il s’agit de calculs assez complexes dont nous ne ferons pas la démonstration ici. Cependant, pour en comprendre le principe, voici la manière dont ce code pourrait être généré.

Prenons la première chaîne de notre exemple soit : 00001111. Pour retrouver les informations si la zone d'encodage de ces données est illisible, nous transmettons :

Le bloc de correction d’erreurs correspondant au bloc de données 1 contient 426 (sous forme de données binaires). Il peut ainsi corriger les données si elles ont été mal reçues ou bien les déduire.

Étape 4 - Structure finale du message

Chaque codeword de données forme une chaîne de données. Chaque codeword de code d’erreurs forme une chaîne de codes de corrections d’erreurs. Pour préparer le placement des modules dans le symbole, il faut structurer les chaînes dans les blocs selon la version et le niveau de correction d’erreurs du QR Code. Dans notre exemple, il y a un bloc de données et un bloc de correction d’erreurs car nous sommes en version 2. Nous choisissons le niveau de correction M [Tableau 7].

  Codewords
de données
Codewords
de corrections
d'erreurs
Bloc 1 Chaîne 1 à 23 Chaîne 1 à 6
Bloc 2    
...    

Tableau 7 - Structuration des chaînes de données dans les blocs

Étape 5 - Placement des éléments

Avant de placer les données, il faut placer les éléments obligatoires.

                Motifs de positionnement (finder patterns) sur le QR Code et sur le Micro QR Code      
  Figure 9 - Motifs de positionnement (finder patterns) sur le QR Code
et sur le Micro QR Code
 
     
                Séparateurs sur un QR Code      
  Figure 10 - Séparateurs sur un QR Code  
     
                Timing patterns sur un QR Code      
  Figure 11 - Timing patterns sur un QR Code  
     
                Motif d'alignement sur un QR Code      
  Figure 12 - Motif d'alignement sur un QR Code  
     

Exemples de déformation du QR Code [Figure 13].

                Déformations d'un QR Code      
  Figure 13 - Déformations d'un QR Code  
     
                Zone tranquille autour du QR Code      
  Figure 14 - Zone tranquille autour du QR Code  
     

Influence de la présence ou non de la zone tranquille en insérant une couleur de fond [Figure 15].

                Influence de la présence ou non de la zone tranquille en insérant une couleur de fond      
  Figure 15 - Influence de la présence ou non
de la zone tranquille en insérant une couleur de fond
 
     

Influence de la présence ou non de la zone tranquille en inversant les modules clairs/foncés [Figure 16].

                Influence de la présence ou non de la zone tranquille en inversant les modules clairs/foncés      
  Figure 16 - Influence de la présence ou non
de la zone tranquille en inversant les modules clairs/foncés
 
     

Étape 6 - Placement des codewords

L’espace restant contient toutes les données.

Tout d'abord, plaçons les données codewords à l'aide du Tableau 6 dans lequel sont définis les codewords par blocs : Bloc 1 codeword 1, Bloc 2 codeword 1, ... Bloc 1 codeword 2, Bloc 2 codeword 2... Rappelons que le nombre de blocs dépend de la version du QR Code. Dans notre exemple, étant en version 2, il n'y a qu’un seul bloc de données codewords. Par conséquent, l’ordre n'est pas modifié et les données sont placées dans le symbole ainsi : codeword 1, codeword 2, codeword 3... codeword.

Une fois l’ordre des codewords défini, il faut diviser le symbole par modules de 8. Chaque groupement de 8 modules modélise un codeword. Le premier codeword, soit bloc 1 codeword 1, est modélisé en bas à droite [Figure 17].

                Constitution de la trame du QR Code      
  Figure 17 - Constitution de la trame du QR Code  
     

La trame étant formée, il suffit simplement de colorer les modules dont les bits sont à 1 en foncé et à 0 en clair en suivant la numérotation du schéma ci-dessus.

Étape 7 - Création du masque

Il s'agit d'appliquer un masque au symbole afin d'éviter de se retrouver avec des zones trop grandes de modules foncés ou clairs les uns à côtés des autres. En effet, cela peut gêner le lecteur qui peut ne pas reconnaître correctement les modules. Après application du masque, le symbole est modifié. Ce masque ne s’applique qu’aux codewords (de données et de correction d’erreurs) [Figure 18].

                Application d'un masque au QR Code      
  Figure 18 - Application d'un masque au QR Code  
     

Il existe huit masques différents. Chacun est appliqué au symbole ainsi obtenu et celui qui produit le meilleur résultat est sélectionné de sorte qu’à la sortie un seul est appliqué [Figure 19].

                Détail des huit masques de QR Code      
  Figure 19 - Détail des huit masques de QR Code  
     

Informations de format

Encodées sur 15 bits, elles renseignent sur le niveau de correction d’erreur et le masque utilisés dans le symbole. Elles contiennent elles-mêmes une correction d’erreurs car elles sont indispensables pour la lecture du QR Code. En réalité, seuls les 5 premiers bits contiennent des informations, les 10 bits suivants sont des corrections d’erreurs au cas où cet zone du code serait endommagée. En plus des corrections d’erreurs, les informations de format apparaissent deux fois dans le symbole [Figure 20].

                Informations de format pour le QR Code      
  Figure 20 - Informations de format pour le QR Code  
     

Informations de version

Cette partie du QR Code contient la version utilisée (de 1 à 40). Elle utilise 18 bits, les 12 derniers étant des corrections d’erreurs.  Elle aussi apparaît deux fois dans le symbole.

II-3 - Flashcode

Le Flashcode est un code 2D créé par l’Association Française du Multimédia Mobile (AFMM). Contrairement au QR Code, son format est propriétaire donc payant. Il s’appuie sur la base Datamatrix. À la différence du Datamatrix et du QR Code, il est possible d’utiliser les Flashcodes de deux manières :

La capacité de stockage du Flashcode est moindre que celle du QR Code : il ne permet d’encoder que 2335 caractères alphanumériques et 3116 caractères numériques. En janvier 2011, l’AFMM a annoncé la convergence entre la technologie propriétaire française et les technologies ouvertes, gratuites et internationales (QR Code et Datamatrix). Le Flashcode peut donc prendre différentes formes [Figure 21].

                Différentes formes de Flashcode      
  Figure 21 - Différentes formes de Flashcode  
     

Les deux premiers Flashcodes, technologie d’origine, ne peuvent être lus qu’avec un lecteur affilié à la marque (ex : MobileTag). Le Flashcode QR Direct, nouvelle technologie ouverte associée à la marque Flashcode (QR Code), est quant à lui parfaitement décodable avec la plupart des lecteurs internationaux (ex. i-nigma).

II-4 - Nouvelles technologies sans contact

Aujourd’hui, des technologies sans contact prennent progressivement des parts de marché aux codes-barres de nouvelle génération car ces derniers ne permettent pas de stocker un grand nombre de données.

II-4-1 - Étiquette RFID (Radio Frequency Identification)

Cette petite étiquette adhésive utilise des signaux de fréquence radio afin de mémoriser ou récupérer des données à distance. Composée d’une antenne et d’une puce électronique, elle peut être collée ou incorporée dans un produit voire implantée dans un organisme vivant. Pour récupérer les informations, il faut un lecteur qui reçoit en réponse d'un signal radio l’information contenue dans la puce [Figure 22].

                Principe de fonctionnement d'une étiquette RFID      
  Figure 22 - Principe de fonctionnement d'une étiquette RFID  
     

Il existe deux familles d’étiquettes RFID.

Cette technologie RFID permet d'identifier des objets ou encore des personnes. Elle peut servir aussi à garantir la traçabilité et à lutter contre le vol. Aujourd'hui, elle est intégrée aux passeports biométriques français, au contrôle des forfaits dans les stations de sport d’hiver. Elle est également utilisée dans des épreuves sportives – course à pied (Marathon de Paris...), cyclisme (Tour de France). Intégrée à une chaussure, un cadre ou un dossard, l'étiquette RFID permet le chronométrage individuel lors du passage des lignes de départ et d’arrivée.

II-4-2 - Étiquette NFC (Near Field Communication)

La technologie NFC, plus répandue, est dérivée de la technologie RFID. À l'origine, elle est conçue pour un usage dans les téléphones mobiles. Elle permet de collecter et d’échanger des données sur une distance très courte (quelques centimètres) par fréquence radio, à la différence des étiquettes RFID dont la portée est d’une dizaine de mètres. Il suffit d’approcher le terminal près d’un lecteur spécifique pour déclencher une action : validation d’un titre de transport, paiement d’un achat, accès à une page d’information...

Deux types de terminaux peuvent utiliser cette technologie :

Parmi les premières applications de la technologie NFC figurent les cartes de transport. Depuis plusieurs années, les transports parisiens proposent à leurs abonnés un nouveau dispositif, le Passe Navigo. Le client passe sa carte au-dessus du lecteur, à l'instar de certains badges d’accès.

Cette technologie est aussi utilisée dans le secteur de la billetterie (Jeux Olympiques) afin de lutter contre les faux tickets et le marché noir.

Le paiement sans contact, par carte bancaire NFC, est déployé par Visa Europe, associée avec onze banques françaises [Figure 23].
N.B. : depuis avril 2012, la sécurité de ce paiement sans contact est sérieusement mise en doute en raison de l'absence de cryptage dans le protocole EMV, utilisé pour l'échange d'informations entre une carte bancaire NFC et un terminal de paiement sans contact.

                Carte bancaire NFC      
  Figure 23 - Carte bancaire NFC  
     

Aujourd’hui, il est possible d'effectuer différentes opérations (validation de transport, paiement...) à partir du téléphone mobile. Ce dernier doit contenir une puce NFC. L’intégration de la technologie NFC ouvre la voie au développement des services sans contact mobiles destinés à simplifier notre quotidien. Elles fonctionnent sur une action volontaire et intuitive du porteur qui approche son mobile du lecteur. Carte de transport, carte de fidélité ou encore carte de crédit pourraient être remplacées par notre téléphone.

Google prévoit de lancer prochainement Google Wallet, un test grandeur nature du paiement sans contact avec ses smartphones sous Android 2.3 équipés de puces NFC [Figure 24]. En effet, la société souhaite équiper gratuitement des milliers de commerçants de New York et de San Francisco en terminaux de paiement NFC (marque VeriFone). Le service de Google permettra de payer avec son smartphone, mais également de gérer des coupons de réduction et des programmes de fidélisation. Pour l’occasion, la firme américaine met en avant le Nexus S, l'un des rares smartphones proposés aujourd’hui avec une puce NFC.

                     
  Figure 24 - Paiement mobile NFC
[Google Wallet]
 
     

En France, soutenues par l' Association Européenne Payez Mobile (AEPM), des banques proposent le paiement mobile sans contact. Pour cela, la carte SIM du téléphone portable doit être renouvelée afin d'incorporer une application spécifique (Visa ou Mastercard) et l’établissement bancaire du client doit proposer une offre "carte bancaire NFC".

II-4-3 - Cityzi

Il s’agit d’une alternative aux technologies RFID et NFC qui permet également l’obtention d’informations, le paiement sans contact, la validation de titres de transports et la dématérialisation des cartes de fidélité. Cityzi est une marque lancée par l' Association Française du Sans Contact Mobile (AFSCM) regroupant l’ensemble des services mobiles NFC. Elle est accessible uniquement aux téléphones portables compatibles Cityzi. Les cibles Cityzi, déployées par exemple à Nice, sont accompagnées d’une information sur l'action qui va être déclenchée et d’une indication tarifaire [Figure 25].

                     
  Figure 25 - Tag Cityzi
[AFSCM]
 
     

II-4-4 - U Snap

U Snap, application développée par JCDecaux, l'un des leaders mondiaux de la communication extérieure, permet d’obtenir des contenus associés à une affiche par une simple prise de photo. Pas de code 2D, mais simplement une reconnaissance visuelle d’image par l’application U Snap. Ainsi, l’utilisateur peut obtenir plus d’informations sur les produits ou services vantés par la publicité affichée [Figure 26].

                     
  Figure 26 - U Snap
[U Snap]
 
     

III - Analyse économique et prospective des codes 2D

Plan

III-1 - Étude de marché

III-1-1 - Marché du QR Code et du Flashcode

Selon une étude publiée par 3GVision le 5 janvier 2011, “la France entre dans le top 5 des pays les plus utilisateurs de QR Codes” au 4e trimestre 2010, après une progression de la 7e à la 5e place par rapport au trimestre précédent, en dépit d'un effet perturbateur du Flashcode.

D’après une étude menée par nos soins, sur 140 personnes interrogées, 61,87% connaissent le Flashcode, contre 38,85% pour le QR Code. Et seulement 20,29% ont déjà flashé l'un de ces codes.

À l’inverse à l’échelle mondiale, le QR Code est beaucoup plus populaire que le Flashcode [Figures 27-28].

                Graphique sur les recherches des internautes du monde entier      
  Figure 27 - Graphique sur les recherches des internautes du monde entier  
     
                Graphique sur les recherches des internautes en France      
  Figure 28 - Graphique sur les recherches des internautes en France  
     

Selon un rapport de la société ScanBuy, dont les informations ont été collectées du 1er octobre au 31 décembre 2011, 30% à 40% des utilisateurs de smartphones ont téléchargé une application permettant de lire des codes 2D. Cependant, nous n’avons pas pu identifier le cadre géographique de cette étude.

De plus, d’après une autre étude de 3GVision du 5 avril 2011, l’éditeur du lecteur i-nigma, qui a mesuré le nombre de QR Codes lus par son application, a remarqué une augmentation de 62% au premier trimestre 2011 par rapport au quatrième trimestre 2010. Et une progression de 350% entre le 1er trimestre 2010 et le 1er trimestre 2011, sans pour autant révéler le nombre de scans effectués. D’ailleurs, les codes 2D les plus scannés sont ceux qui proposent des coupons de réduction.

Aujourd’hui, les QR Codes (principalement) se propagent dans les villes afin de rendre l’information accessible en tout lieu. Par exemple à Caen, les établissements sportifs et culturels affichent sur leurs portes d’entrée un QR Code destinés à donner des renseignements pratiques (horaires d’ouverture, tarifs...). Autre exemple, un QR Code disposé sur une bouteille de vin permet aux consommateurs de s'informer sur le vin et le viticulteur, ou encore d'accéder à sa boutique en ligne.

III-1-2 - Marché du smartphone et de l'Internet mobile

L'accès à l’Internet mobile et à un téléphone portable adapté est indispensable pour utiliser cette nouvelle technologie. Aujourd’hui, les smartphones connaissent un réel succès grâce notamment à l’amélioration du débit et de la couverture du réseau (3G) et au développement des offres des différents opérateurs.

D’après une étude publié par l’AFMM en mai 2011, 14 millions de personnes possèdent un smartphone, soit 31,4% des possesseurs de téléphones mobiles en France. L’AFMM étant représenté par les différents opérateurs de téléphonie mobile français, nous avons fait notre propre sondage en avril 2011. Il confirme les chiffres annoncés : sur les 140 personnes qui ont répondu à notre questionnaire, 37% possèdent un smartphone.

En ce qui concerne l’Internet mobile, d’après l’AFMM, on dénombre plus de 16 millions de mobinautes sur notre territoire, soit 37,2%. D’après notre étude, 53% des personnes interrogées ont un accès à Internet. Ce qui permet de constater que l’AFMM n’a pas exagéré les chiffres.

                Évolution du pourcentage de mobinautes par rapport au possesseurs de smartphones      
  Figure 29 - Évolution du pourcentage de mobinautes par rapport au possesseurs de smartphones
[U Snap]
 
     

III-2 - Analyse concurrentielle (Diagramme de Porter)

                Analyse concurrentielle du marché des codes 2D      
  Figure 30 - Analyse concurrentielle du marché des codes 2D
[Cliquer sur l'image pour l'agrandir]
 
     

III-3 - Diagnostic stratégique (SWOT)

 

Forces Faiblesses
  • Peu de contraintes au niveau de l’impression (utilisation de n’importe quels encre, support et procédé d’impression)
  • Simplicité d’utilisation et de création (générateur)
  • Nombreuses applications (logistique, traçabilité, communication,...)
  • Engouement des municipalités (Bordeaux, Biscarosse, Côte d’Azur, Monaco)
  • Engouement du secteur du marketing (recueil de données plus facile)
  • Différentes technologies (Microsoft, Flashcode, QR Code... plus de 50 codes 2D)
  • Manque de communication
  • Problème de pérennité du lien dans le temps (générateur gratuit)
  • Possession obligatoire d’un smartphone, d’une connexion Internet et d’une application pour décrypter le code (application gratuite)
  • Problèmes de lecture
  • Esthétique
Opportunités Menaces
  • Développement des smartphones (deviennent plus accessibles)
  • Forfaits Internet mobile développés et accessibles
  • Réglementation : obligation d’apposer un code 2D dans certains domaines (ex. traçabilité pharmaceutique)
  • Proposition du Grenelle de l’Environnement
    d’apposer un Flashcode sur les emballages pour plus de transparence
  • RFID et NFC : lecture non optique
    mais par fréquence radio, la technologie peut être invisible pour le consommateur
  • U Snap : lecture par reconnaissance
    d'image : pas de présence de code qui dégrade l’esthétique général du visuel

Tableau 8 - Analyse stratégique via la matrice SWOT du marché ...

III-4 - Scénarios et analyse des risques

Envisageons les perspectives des codes 2D sur le marché français selon trois scénarios.

III-4-1 - Scénario 1 - D’ici 5 ans : les codes 2D se développent massivement

Probabilité de réalisation du scénario : 25%.

III-4-2 - Scénario 2 - D’ici 10 ans : les codes 2D et les technologies sans contact RFID et NFC s'associent

Probabilité de réalisation du scénario : 50%.

III-4-3 - Scénario 3 - D’ici 10 ans : les codes 2D, écrasés par les technologies sans contact RFID et NFC, sont oubliés

Probabilité de réalisation du scénario : 25%.

IV - Conclusion

Plan

Les codes 2D sont apparus relativement tard en France par rapport à d'autres pays. C'est seulement depuis 2009-2010 qu'ils sont apposés sur les affiches, les magazines, les musées, les arrêts de bus... Néanmoins, l'intérêt des utilisateurs pour ces codes peine à voir le jour. Le format propriétaire, Flashcode, développé par les opérateurs français n'a pas arrangé les choses. Dans la course aux technologies et aux services sans contact qui se profile, ces codes 2D ont-ils un avenir, notamment dans l'Hexagone ?

La technologie NFC et les QR Codes/Flashcodes semblent être en concurrence principalement dans le domaine de l'affichage publicitaire et du packaging.

Les QR Codes n'offrent pas de solution pertinente pour le paiement contrairement à la technologie NFC.

De son côté, la technologie NFC n'est pas adaptée à l'édition ou encore à l'affichage extérieur. Bien que le coût de revient d'une étiquette NFC soit faible (20 à 30 cents l’étiquette), il reste beaucoup trop élevé par rapport aux codes 2D.

Les QR Codes/Flashcodes devraient réduire les temps d'accès à l'information. Il est vrai que ces codes 2D ne sont pas très pratiques. En effet, pour les lire, il faut préalablement télécharger l'application, la lancer, puis avec l'appareil photo du téléphone, cadrer le code. La plupart du temps, toutes ces opérations font accéder à une information marketing sans grand intérêt. Alors que, pour sa part, la technologie NFC nécessite simplement de posséder un portable compatible et de l'approcher du terminal approprié pour déclencher une action.

Dans les domaines où l’on peut indifféremment utiliser l’une ou l’autre technologie, la facilité d’usage et le coût de revient sont déterminants. Toutefois, en dehors de la possibilité de paiement sans contact (via une carte bancaire ou un téléphone mobile) qu'offre la technologie NFC, nous pensons que les codes 2D restent le moyen le plus efficace d'enrichir de sons, de vidéos et d'actualités le monde de la publicité sur papier.

V - Bibliographie - Webographie

Plan

VAN DER STADT K.    Tout revient mais en mieux.   Nouvelles Graphiques, avril 2010, p.32-34
TIZIANO P.   Des codes pour soutenir le marketing.   Emballages Magazine, juin-juillet 2010, n°926, p.54-55
PARSONS J.   Quick response.   American Printer, 01 juillet 2010
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SHAFFER J.   About the cover – Mixing it up with print-to-mobile.   Printing Industries of America :The Magazine, septembre 2010
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LAURENDON J., SÉMAT V.A.   Flashcode ou QR code au service de l’imprimé : mode éphémère ou phénomène durable ?   Cerig, septembre 2010
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Code QR Wikipedia
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Le marché des QR Codes s'emballe en France ! QR Mobile, 6 janvier 2011
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Global growth in mobile barcode usage - Q4/2010 3GVision, 5 janvier 2011
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QR Code. QR Code (Denso Wave)
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QR Dress Code. QR Dress Code
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Augmented media : QR Codes, Flashcodes, réalité augmentée : quand le papier devient interactif. Augmented Media
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Un bilan très positif pour flashcode et des nouveautés pour continuer à en démocratiser l'usage. AFMM, 20 janvier 2011
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Importante faille de sécurité des cartes bancaires NFC. GNT, 24 avril 2012
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L'absence de cryptage des cartes bancaires NFC inquiète la CNIL. Le Monde Informatique, 11 mai 2012
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Le paiement mobile sur orbite en France au printemps 2012. CBanque, 5 mai 2011
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