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Vous êtes ici : Accueil > Technique > Mémoires > Impression lenticulaire Révision : 20 juillet 2009  
Impression lenticulaire
Ecole internationale du papier, 
	de la communication imprimée et des biomatériaux             Marie-Laure THOUNY

Étudiante Licence professionnelle
 Juin 2009
Mise en ligne - Juillet 2009

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 - Outils du procédé lenticulaire
III - Étude de marché et analyse concurrentielle
IV - Conclusion
V - Bibliographie-Webographie
     
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I - Introduction

Plan

Apparu il y a quelques années, le procédé d'impression lenticulaire revient peu à peu sur le devant de la scène. Innovation, originalité et relief sont les caractéristiques attribuées à cette technique. Cette dernière tient son nom du matériau utilisé pour obtenir son effet : le plastique lenticulaire. Ce matériau destiné à être imprimé est constitué de fines lentilles parallèles faisant apparaître une image différente selon la position de l'observateur.

Développée avec des moyens limités lors de sa création, l’impression lenticulaire connaît un nouvel essor grâce à de nouveaux outils performants (logiciels, matériaux, etc.) qui lui permettent de s’intégrer progressivement aux marchés de l’impression.

I-1 - Définition

L’impression lenticulaire est un procédé innovant permettant d’obtenir un effet de relief sans autre outil que l’œil. Cet effet de relief est obtenu grâce à deux éléments :

Les images à mettre en relief (deux au minimum) sont décomposées en fines bandes qui sont ensuite entrelacées : une bande de l’image 1, une bande de l’image 2, etc. Une fois placé et observé à travers le matériau lenticulaire, l’effet de relief est perceptible [Figure 1].

                Procédé 
  d'impression lenticulaire      
  Figure 1 - Procédé d'impression lenticulaire  
     

I-2 - Histoire

Le procédé lenticulaire naît à la fin du 19e siècle. Gabriel Lippmann (1845-1921) [Figure 2], physicien français, est le premier à chercher la restitution en 3D d’un objet sans utiliser d’outil optique. En plaçant des micro-lentilles sur une émulsion photographique, il réussit à obtenir un effet multi-dimensionnel, ce qui lui vaut le Prix Nobel de physique en 1908.

Suivant le même principe, Herbert E. Ives (1882-1953) [Figure 3], un scientifique américain, teste lui aussi l’interaction images / lentilles mais les capacités technologiques de l’époque assez limitées ne permettent pas l’aboutissement et le développement de ce projet.

En 1931, Maurice Bonnet (1907-1994) [Figure 4], photographe français, reprend les travaux de Lippmann et, suivant le même principe optique, utilise un "réseau lenticulaire". Les lentilles sont disposées sur une plaque transparente placée ensuite sur l’émulsion photographique.

                Gabriel Lippmann       Herbert E. Ives   Maurice Bonnet  
  Figure 2 -
Gabriel Lippmann
Source : Nobelprize.org
  Figure 3 -
Herbert E. Ives
Source :
Baird Television
  Figure 4 -
Maurice Bonnet
Source : CNAM
 
             

Le procédé se développe peu à peu. Les agences publicitaires se rendant compte de son potentiel commercial l'utilisent dans les magazines comme support de leurs stratégies marketing :

I-3 - Applications

Les imprimés lenticulaires sont utilisés dans différents lieux et appliqués à tous types d’objets :

II - Outils du procédé lenticulaire

Plan

II-1 - Sélecteur optique

                Réseau 
  de lenticules formant le plastique lenticulaire      
  Figure 5 - Réseau de lenticules formant le plastique lenticulaire  

Le sélecteur optique mis au point par Maurice Bonnet, plus connu aujourd’hui sous le nom plastique lenticulaire, est un réseau de lentilles semi-sphériques de mêmes caractéristiques optiques (même indice n de réfraction), disposées parallèlement pour former une plaque transparente. Chaque cylindre élémentaire (lentille) composant le réseau est appelé lenticule. La juxtaposition des lenticules forme le réseau lenticulaire qui a donné son nom, par extension, au procédé lui-même [Figure 5].

Les lentilles utilisées pour former cet ensemble sont des lentilles plan-convexe : une seule des deux faces est plane.

II-1-1 - Principe de fonctionnement d'une lentille optique

Une lentille optique est un élément en verre ou en plexiglas qui a la particularité de modifier la propagation linéaire des rayons qu’elle reçoit du fait de sa forme, puisqu’une  de ses faces au moins n’est pas plane : c’est le plan convexe (face cannelée du plastique lenticulaire). La surface plane de la lentille est appelée quant à elle plan focal.

                Principe 
  de fonctionnement d'une lentille optique      
  Figure 6 - Principe de fonctionnement d'une lentille optique  
     

Les lentilles sont caractérisées par un indice de réfraction propre à leur milieu (verre, plexiglas, etc.), calculé suivant la vitesse de propagation dans le milieu et la vitesse de la lumière dans le vide. Lorsque l’indice de réfraction change et que le rayon passe d’un milieu à un autre (aussi appelé dioptre : surface entre les deux milieux), sa trajectoire est déviée [Figure 6].

II-1-2 - Rôle des lentilles

Les lentilles ainsi disposées jouent le rôle d’"objectifs" mais aussi de "trompeurs" : en effet, l’œil droit et l’œil gauche ont deux points de vue différents du fait de la réfraction des rayons incidents et de la disposition séquentielle des images placées dessous. C’est cette vision "décalée" qui donne à l’image un effet de relief et de mouvement. Le cerveau interprète chacune des images reçues et reconstitue ensuite la troisième dimension.

Chacun des points de vue de l’œil gauche et de l’œil droit convergent en un même point sur la lentille. Au passage du dioptre (changement de milieu), les points de vue sont orientés différemment selon les lois de Snell-Descartes pour finalement observer chacun une partie différente de l’image [Figure 7].

                Lois de 
  Snell-Descartes      
  Figure 7 - Lois de Snell-Descartes  
     

II-1-3 - Notion de pitch

Il existe différentes sortes de plastique lenticulaire. Chacune est définie notamment par le nombre de lenticules par pouce (1 pouce = 2,54 cm), aussi appelé pitch (ou résolution du plastique), exprimé en lpi (lens per inch) : 40 lpi, 75 lpi, etc. [Figure 8]

Il existe plusieurs types de pitch :

                Pitch      
  Figure 8 - Pitch  
     

Deux pitchs différents doivent être calculés pour l’épreuve. En effet, cette dernière, appelée également prototype, donne une idée de rendu au client mais n’est pas aussi précise que le rendu obtenu lors de l’impression sur presse. Les images sont entrelacées une première fois pour réaliser le prototype – souvent dans un format plus petit que le format final – selon le pitch du prototype, puis entrelacées une seconde fois suivant le pitch de presse pour l’impression finale.

II-1-4 - Détermination du pitch

Le pitch visuel est mesuré grâce à un pitch-test, outil de calibration visuel. En plaçant une feuille lenticulaire sur la plaque ou le film de ce pitch-test, des bandes blanches ou noires apparaissent suivant l’angle de vision. La ligne tout à fait noire correspond au pitch du matériau : toutes les bandes noires sont vues en même temps [Figure 9].

                Pitch-test      
  Figure 9 - Pitch-test  
     

C’est en fonction de ce pitch que le plastique lenticulaire est choisi, suivant les conditions d’utilisation du produit. Plus l’objet est observé de loin, plus les détails doivent être nets et plus le nombre de lenticules par pouce doit être faible.

II-1-5 - Composition et épaisseur

Le plastique lenticulaire est composé d’une résine en polyester et d’autres agents (charges, plastifiants, additifs). Il peut être moulé et façonné selon les contraintes techniques de son utilisation (épaisseur, distance entre les lenticules, etc.).

Le plastique de base est le polyéthylène téréphtalate (PET) composé de pétrole affiné (polycondensation d’acide téréphtalique et d’éthylène glycol). Il existe deux types de PET :

Le plastique Lenstar® est le plastique le plus couramment utilisé dans l’impression lenticulaire. Il s‘agit d’une résine thermoplastique à base d’APET qui possède de très bonnes propriétés en termes de transparence, de facilité de découpe, d'imprimabilité,... Distribué par DP Lenticular, fournisseur et leader européen dans la distribution de feuilles et rouleaux de plastique lenticulaire, le plastique Lenstar® se décline suivant le nombre de lentilles par pouce : 75 lpi, 60 lpi, 32 lpi, etc.

L’épaisseur moyenne du plastique lenticulaire est de 0,4 mm même s'il peut atteindre 4 mm d’épaisseur. Celle-ci peut varier suivant les conditions d’observation et d’utilisation de l’imprimé (courte distance, longue distance, etc.).

II-1-6 - Orientation des lentilles

Suivant l’effet recherché, l’orientation des lentilles et le mouvement à effectuer pour visualiser l’animation ne sont pas les mêmes. En effet, si les lentilles sont orientées verticalement, le déplacement se fait de droite à gauche, si elles sont orientées horizontalement, le mouvement se fait de haut en bas [Figure 10].

                Orientation des lentilles      
  Figure 10 - Orientation des lentilles  
     

L’orientation des lentilles peut devenir une contrainte suivant l’utilisation de l’objet et l’effet recherché. Dans le cas par exemple d’une affiche ou d’une publicité, seul le déplacement de l’observateur peut faire apparaître un effet de relief : seule une orientation verticale permet d’obtenir un relief sur l’image.

II-1-7 - Angle de vision

        Angles de vision  
  Figure 11 - Angles de vision  

Il s'agit de l’angle que doit balayer visuellement l’observateur pour voir l’image en entier. Cette donnée fait partie des caractéristiques du plastique puisqu’il est, selon l’effet souhaité, très important.

Pour les animations où la succession des images doit être continue, un angle large est privilégié alors qu’un angle plus étroit peut être utilisé dans le cas des flips [Figure 11].

II-1-8 - Conditions de conservation

Le plastique lenticulaire est sensible à l’allongement et à la rétractation : les conditions de sa conservation sont donc importantes.

II-1-9 - Autres caractéristiques

D’autres caractéristiques du plastique lenticulaire doivent être prises en compte dans le choix du sélecteur optique :

II-2 - Émulsion photographique

L’image placée sous le matériau, aussi appelée master, nécessite une préparation préalable. En effet, elle doit être conçue de manière à ce que chaque œil reçoive l’ensemble des parties de l’image 1, puis l’ensemble des parties de l’image 2, etc.

                Vision du master      
  Figure 12 - Vision du master  
     

Les images sont entrelacées de manière régulière suivant le nombre de lentilles du matériau utilisé, choisi quant à lui en fonction de la distance à laquelle est observé l’imprimé : plus la distance d’observation est élevée, plus le nombre de lenticules par pouce doit être faible pour plus de détails. Une fois placées sous le matériau, les images doivent être parfaitement alignées avec les lentilles (alignement en phase). Quel que soit leur nombre final, les images doivent toutes avoir le même format et la même résolution avant leur entrelacement. Ce dernier est réalisé grâce à un programme spécial qui fragmente les images et les intercale entre elles. Cette étape est la clé du procédé.

II-3 - Effets obtenus

Suivant l’orientation des lentilles, les effets obtenus sont différents.

II-3-1 - Flip (ou changement visuel)

Le flip est l’effet le plus couramment utilisé. Il consiste à visualiser successivement une première image, puis une seconde image. Le réseau lenticulaire est orienté horizontalement afin que toutes les bandes d’une même image soient vues en même temps par les deux yeux [Figure 13].

                Flip (ou changement visuel)      
  Figure 13 - Flip (ou changement visuel)  
     

II-3-2 - Relief (3D)

L’effet 3D consiste à créer virtuellement la troisième dimension grâce à l’interprétation faite par le cerveau : l’œil droit voit une image pendant que l’œil gauche en voit une autre. Le réseau lenticulaire est orienté verticalement.

II-3-3 - Animation

L’ animation consiste à visualiser successivement un ensemble de plans qui, du fait de leur nombre assez important (de 15 à 64 plans), paraissent en mouvement. Le nombre de plans qu’il est possible d’insérer dans l’animation dépend de la résolution du réseau lenticulaire (pitch) et de la résolution du système d’imagerie. Exemple : avec une lentille 75 LPI, il est possible d'aller jusqu’à 64 images avec une imageuse de 4800 dpi (64 x 75 = 4800). Chaque plan doit être vu successivement en entier : image 1, puis image 2, puis image 3, etc. : le réseau lenticulaire doit donc être orienté horizontalement.

II-3-4 - Morphologie (morphing)

La morphologie lenticulaire consiste à faire voir la transformation progressive d’un objet en un autre [Figure 14].

                Morphing      
  Figure 14 - Morphing  
     

II-3-5 - Zoom

L’effet de zoom consiste à se rapprocher et à s’éloigner de l’objet grâce à des plans successifs.

II-4 - Préparation des images

II-4-1 - Recommandations matérielles

Le poids d'un fichier lenticulaire peut s'alourdir vite et atteindre 200 voire 500 Mo. Les systèmes de traitement de ces images doivent pouvoir supporter de tels poids de fichiers. De même, les systèmes de flashage et de gravure de plaques doivent avoir la meilleure résolution possible.

II-4-2 - Quelques technologies du marché

Du fait d'un nombre d’images parfois important (jusqu’à 64 images dans le cas d’une animation), ces logiciels utilisent un RIP adapté au traitement de fichiers pouvant peser plus de 500 Mo [Figure 15].

                Quelques logiciels 
  de traitement des images lenticulaires      
  Figure 15 - Quelques logiciels de traitement
des images lenticulaires
 
     

Citons également : PhotoProjector Plus, Bas-Relief, StereoMorpher, ProMagic Software Creative Interlacing SuiteTM, Adobe After Effects,...

HumanEyes propose aux différents acteurs de la chaîne graphique (concepteurs ou imprimeurs) une gamme complète de solutions logicielles pour créer des images lenticulaires :

FlipMax est un module intégré au RIP Caldera et permet de réaliser tous types de projets lenticulaires.

II-5 - Épreuvage lenticulaire

Les prototypes sont réalisés le plus souvent sur des imprimantes jet d’encre haute résolution. Le film imprimé est ensuite laminé manuellement sur le plastique lenticulaire. Les images sont entrelacées une première fois suivant le pitch du plastique lenticulaire utilisé pour le prototype et sont entrelacées de nouveau suivant le pitch du plastique utilisé pour l’impression finale. Le pitch visuel est déterminé grâce à un pitch-test.

Exemple de système d'épreuvage lenticulaire

L’Ilumina 3D de Xante a été développé pour les petits tirages lenticulaires mais également pour la réalisation des prototypes. L’image est imprimée sur un film transparent laminé ensuite sur le plastique [Figure 16].

                Ilumina 3D de Xante 
  pour petits tirages lenticulaires      
  Figure 16 - Ilumina 3D de Xante  
     

II-6 - Impression

L'application de l’image sur le support peut être faite par deux méthodes :

II-6-1 - Impression directe sur le plastique

L’impression directe sur le support permet de supprimer l’étape délicate du laminage du film sur le plastique lenticulaire [Figure 17]. Dans le cas d’une impression directe sur le plastique, l’image doit être retournée sur la forme imprimante, l’impression étant faite sur le côté lisse du plastique mais observée du côté cannelé.

Plusieurs procédés permettent d'imprimer directement le plastique.

                Impression directe 
  sur plastique      
  Figure 17 - Impression
directe sur plastique
 
     

Impression offset traditionnelle

L'offset traditionnel est utilisé dans 90% des impressions lenticulaires. Une presse offset classique convient à l’impression directe sur le plastique, cependant il est nécessaire de l’adapter à l’impression sur supports thermoplastiques.

Pour faciliter le séchage de l’encre et assurer sa meilleure résistance sur le support, il est recommandé d’utiliser des sécheurs UV qui fixent instantanément l’encre grâce à la polymérisation.

Impression numérique

Le numérique est peu utilisé en raison du coût élevé de l’équipement. Citons à titre d'exemple, l'imprimante jet d’encre Agfa Anapurna avec sécheurs UV [Figure 18].

                Imprimante jet d'encre Anapurna d'Agfa      
  Figure 18 - Imprimante jet
d'encre Anapurna d'Agfa
 
     

II-6-2 - Contre-collage du film sur le plastique

Impression jet d’encre

L’image est imprimée sur un substrat puis collé sur la lentille grâce à la pellicule autocollante du plastique lenticulaire. Cette méthode d’impression est utilisée pour les épreuves ou pour de petits tirages. Cependant, la qualité d’impression est moins bonne.

Impression avec système d’épreuve digitale

Waterproof ou Kodak Approval : le substrat est collé sur la lentille. Ce procédé est coûteux mais de très bonne qualité.

II-6-3 - Encres

Les encres conventionnelles ou encres UV peuvent être utilisées dans l’impression lenticulaire.

II-6-4 - Principaux problèmes rencontrés lors de l'impression

Repérage des couleurs

C'est l'une des principales difficultés de l’impression lenticulaire. En cas de mauvais repérage, le visuel est doublé et le rendu est moins net lors de l’inclinaison du visuel.

Parallélisme de l’impression

C'est sans doute le point le plus important. Il arrive en effet que des travers perturbent l’impression mais les lentilles doivent être parfaitement alignées avec le master, sinon le passage d’un visuel à un autre n'est pas simultané.

Rémanence des images

Si le master n’est pas correctement préparé, la transition entre les images peut être altérée et donner l’impression que les images ne disparaissent pas vraiment. De même, si les deux images entrelacées ont un contraste différent, l’image la plus sombre va altérer la vision de l’image la plus claire.

III - Étude de marché et analyse concurrentielle

Plan

III-1 - Caractérisation du marché

Le marché de l’impression lenticulaire connaît depuis peu un regain d’intérêts grâce au développement de nombreuses technologies visant à simplifier son utilisation. L’un des avantages du procédé est qu’il s’intègre aux systèmes existants et ne vient pas perturber le processus d’impression du début à la fin. En outre, il permet de se différencier des marchés classiques et apporte au produit une valeur ajoutée avec un impact visuel important. De plus, les technologies émergentes comme l’impression lenticulaire font partie intégrante de la démarche des entreprises actuelles, forcées d’élargir sans cesse leur éventail de produits afin d’attirer de nouveaux clients.

III-2 - Quelques chiffres

L'effet spectaculaire du procédé lenticulaire capte l’attention du spectateur et l'impact du message imprimé s'en trouve accentué. Quelques chiffres publiés par Time Magazine comparent l'impression lenticulaire et l'impression traditionnelle :

Eastman Kodak a publié des chiffres suite à la mise en place d’affiches 3D lenticulaires dans un centre commercial :

III-3 - Diagramme de Porter

Le diagramme de Porter permet d’étudier la dynamique concurrentielle du marché à travers cinq forces majeures : la concurrence, lesnouveaux entrants, les clients, les fournisseurs et les produits de substitution.

La particularité du procédé lenticulaire est qu’il apparaît lui-même comme nouvel entrant puisqu’il s’intègre aux marchés déjà existants de l’impression, plus particulièrement par rapport à l’impression offset traditionnelle (utilisée dans 90% des impressions lenticulaires) [Figure 19].

                Analyse concurrentielle du 
  marché du lenticulaire par le diagramme de Porter      
  Figure 19 - Analyse concurrentielle du marché du lenticulaire par le diagramme de Porter  
     

III-4 - Variables essentielles

Ce sont des paramètres propres au procédé.

III-5 - Concurrents potentiels

Même si le procédé lenticulaire est un nouvel entrant, certaines technologies développées récemment pourraient être des concurrentes :

III-6 - Matrice SWOT

À l'aide de cette matrice, analysons les options stratégiques envisageables dans le domaine de l’impression lenticulaire [Tableau 1].

Forces Faiblesses
  • Nouvel entrant sur le marché
  • Se greffe à ce qui existe déjà
  • Aspect spectaculaire marquant
  • Adaptabilité
  • Innovation
  • Large gamme de procédés adaptés
    (offset, jet d’encre, etc.)
  •  Valeur ajoutée, nouveaux effets
  • Matières premières
  • Coût des solutions logicielles
  • Développement et coût des machines
    spéciales
Opportunités Menaces
  • Nouveaux marchés
  • Nouvelles demandes
  • Orientation vers le développement
    durable
  • Nouveau marché devant se faire
    une place dans le secteur de
    l’impression
  • Nouvelles technologies non imprimées
  • Développement des concurrents
    (PLV, etc.)
  • Dépendance à un procédé déjà
    intégré
  • Compétences requises

Tableau 1 - Matrice SWOT pour l'analyse stratégique de l'impression lenticulaire

Les principales forces du procédé lenticulaire viennent sans doute de son adaptabilité à l'existant. Il apporte également une réelle valeur ajoutée au produit. En revanche, la place de nouvel entrant sur les marchés actuels met l'impression lenticulaire sur un piédestal : soit elle se fait une place sur le marché, soit au contraire elle ne connaît pas le succès escompté.

III-7 - Scénarios

III-7-1 - Scénario 1 - Développement et intégration du lenticulaire

En raison de son effet spectaculaire, l'impression lenticulaire trouve sa place dans les marchés actuels. Cette solution innovante peut être développée dans une entreprise à partir des techniques de base. Aujourd'hui, l'imprimerie doit affronter la concurrence qui s’intensifie. Se diversifier devient essentiel et proposer des produits qui se démarquent de l'offre classique suppose d’investir dans de nouvelles technologies comme le lenticulaire.
Cependant, l'impression lenticulaire étant un nouvel entrant, il est difficile d'estimer la probabilité de ce scénario compte tenu de la conjoncture actuelle et des investissements engendrés.

Approximation : 55%

III-7-2 - Scénario 2 - Adaptation aux évolutions du marché

Le procédé lenticulaire étant directement lié à l'impression traditionnelle de type offset, l'évolution des procédés numériques s'adapte aux technologies et contraintes du lenticulaire. Les progrès technologiques sont en effet de plus en plus sollicités en raison du lien étroit entre ces nouvelles technologies et les processus d’impression existants : ils devront donc s’y adapter.

Approximation : 35%

III-7-3 - Scénario 3 - Le lenticulaire au vert

En cas d'essor du procédé lenticulaire et de sa forte intégration forte dans les entreprises, ne pourrait-on imaginer une évolution "verte" pour le plastique lenticulaire à l'instar du développement du papier recyclé dans le domaine des consommables ?

Approximation : 60%

IV - Conclusion

Plan

L’analyse des nouvelles technologies est sans doute le point d’entrée de l’innovation. Sur le marché plutôt encombré des industries graphiques, le procédé lenticulaire semble prendre un nouvel essor grâce, justement, à l’éventail des nouvelles techniques qui se développent.
L'effet spectaculaire de l'impression lenticulaire apporte une réelle valeur ajoutée à l’objet. La promotion des produits en est d’autant plus percutante.
Malgré tout, les perpétuels progrès techniques innovants ne risquent-ils pas de devenir un obstacle à l’expansion du marché lenticulaire...

V - Bibliographie - Webographie

Plan

Guémard Y.   Comment maîtriser la réalisation d'un document "lenticulaire".   Caractère, n°644, juillet 2009
Consulter
    Procédé d'imagerie lenticulaire.   DP Lenticular
Consulter
GOTA   Techniques des effets post-impression.   Rapport d'étude du Groupe Offset des Techniques Avancées (GOTA), janvier 2009, n°5
Consulter
        BlogueLenticulaire.com
Consulter
    Les effets du lenticulaire.   AlterAction
Consulter
    Applications du lenticulaire.   3D Products
Consulter
    History.   Lenstar
Consulter
    Des effets incroyables.   Heidelberg News, 2004, n°251, p.30-33
Consulter
O'Brien K.   As big as all outdoors.   American Printer, août 2006
Disponible sur :
http://americanprinter.com/mag/printing_big_outdoors/
Bourke P.   Autostereoscopic lenticular images.   Décembre 1999
Consulter
    Creating a basic lenticular image.   Lenticularprinting.org
Consulter
     
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