Brevet FR2517161A1 — publié le 19830527

La présente invention concerne les systèmes acousti- ques et elle porte en particulier sur des transducteurs à élec- tret destinés à donner une réponse directionnelle. On peut utiliser des réseaux acoustiques comprenant un ensemble de microphones discrets pour produire des caracté- ristiques de réponse directionnelle,comme il est indiqué dans la demande de brevet FR 8026 672 Il est cependant nécessaire que chaque microphone d'un tel réseau soit placé avec précision au moment de la fabrication du réseau Une mise en place impré- cise des microphones par rapport aux positions désirées entraîne une dégradation notable de la caractéristique de réponse du ré- reau. Les prcllèmes précités concernant une mise en place imprécise des microphones au moment de la fabrication d'un ré- seau acoustique, sont éliminés par l'utilisation d'un seul transducteur à électret en bande La caractéristique de réponse que fournit le transducteur à électret comprend un lobe princi- pal et un ensemble de lobes secondaires situés au-dessous d'un seuil prédéterminé, de façon très similaire au réseau de micro- phones décrit ci-dessus. Conformément au mode de réalisation de l'invention considéré à titre d'exemple, un transducteur à électret com- prend une plaque arrière métallisée d'épaisseur uniforme qui est placée parallèlement à une surface plane d'une membrane à électret chargée de façon électrostatique, l'épaisseur de la membrane à électret variant selon une relation prédéterminée. la sensibilité du transducteur à électret en n'importe quel point de celui-ci est directement proportionnelle à l'épaisseur de la membrane à électret. La membrane à électret peut être placée directement sur la surface métallisée rugueuse de la plaque arrière Selon une variante, la membrane à électret peut 9 tre placée à une certaine distance sélectionnée par rapport à la plaque arrière, avec des éléments isolants intercalés entre la membrane et la plaque arrière pour définir un support de structure. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la membrane à électret précitée peut 9 tre fixée sur la surface métallisée d'une plaque arrière et une seconde membrane peut être suspendue au-dessus de la membrane à électret La surface plane de la membrane à électret fait face à la seconde membra- ne (lui est supportée au-dessus de la membrane à électret par des éléments isolants La seconde memrbrane est parallèle à la surface plane de la membrane à électreto L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre de modes de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 montre un transducteur à électret à 1 Q l'état démonté; La figure 2 montre une plaque arrière métallisée sé- lectivement qui est utilisée dans le transducteur à électret de la figure 1; La figure 3 est une vue isométrique d'une partie du transducteur à électret de la figure 1 à l'état assemblé; La figure 4 montre une représentation agrandie du contact entre la membrane à électret et la plaque arrière dans 3 2517161 le transducteur à électret de la figure 1; La figure 5 montre une caractéristique de réponse du transducteur à électret de la figure 3; la figure 6 montre un mode de réalisation différent du transducteur à électret de la figure 1; Ia figure 7 montre un transducteur à électret et est utile pour distinguer un espace d'air réel d'un espace d'air effectif; Les figures 8, 9 et 10 montrent des modes de réali- sation de transducteurs à électret obtenus en faisant varier l'espace d'air réel; Les figures 11, 12 et 13 montrent des modes de réa- lisation de transducteurs à électret obtenus en faisant varier l'espace d'air effectif; Les figures 14 et 15 montrent des modes de réalisa- tion d'un transducteur à électret obtenus en faisant varier l'épaisseur de la membrane à électret; et Les figures 16, 17 et 18 montrent des distributions de charges électrostatiques sur la surface de polymère de la membrane à électret de la figure 1. On va maintenant considérer la figure 1 qoui montre un transducteur à électret avec ses éléments constitutifs sé- parés On voit une membrane à électret 10 comprenant deux couches: une couche supérieure de métal 12 et une couche in- férieure de polymère 14 consistant en une résine synthétique (telle que la matière de la marque FEP TEFLON) La couche de polymère 14 est chargée de façon électrostatique à une valeur prédéterminée Dans une application, la charge électrostatique est uniforme sur la région chargée et est de -275 + 3 volts. Dans cette application, la couche de métal 12 mesure environ nm d'épaisseur et la couche de polymère mesure environ microns d'épaisseur De plus, dans l'application précitée, la membrane à électret mesure 21,5 cm de longueur et 2,5 cm de largeur. la surface à nu de la couche de polymère 14 de la membrane à électret 10 précitée est en contact direct avec la surface rugueuse 16 d'une plaque arrière 18 qui est métallisée sélectivement La métallisation sélective est obtenue par dé- 4 - 2517161 pft d'une couche ( 20) de métal sur la surface naturellement rugueuse 16 de la plaque arrière 18, de façon que la largeur, w, de la couche de métal varie sur la longueur de la plaque arrière 18 conformément à la relation: il-,) '/2 l W 2 /2 plaque arrière à partir du centre de cette derniè- re; et L = distance normalisée sur la plaque arrière au-delà de laquelle la largeur de la couche de métal est une constante, K. Pour une densité de charge constantes des espaces d'air cons- tants et une épaisseur de membrane constante, la sensibilité du transducteur à électret en n'importe quel point sur sa lon- gueur est directement proportionnelle à la largeur de la cou- che de métal 20 sur la plaque arrière du 18 en ce point. Selon une variante, la couche 12 de la membrane à électret 10 précitée est métallisée sélectivement de façon que la largeur de la couche de métal varie sur la longueur de la mambrane à électret 10 conformément aux relations ( 1) et ( 2) précitées Dans ce mode de réalisation de l'invention, la sur- face de métal 20 de la plaque arrière 18 a une largeur unifor- me sur toute la longueur de la plaque arrière 18 Pour une densité de charge constante, des espaces d'air constants et une épaisseur de membrane constante, la sensibilité du trans- ducteur à électret en n'importe quel point sur sa longueur est directement proportionnelle à la largeur de la couche de métal 12 de la membrane à électret 10 en ce point La caracté- ristique de réponse obtenue est pratiquement identique à la caractéristique de réponse précitée, représentée sur la figure 5. On considèrera brièvement la figure 5 qui montre la caractéristique de réponse globale du transducteur à électret à 5067 Hz La caractéristique de réponse, déterminée expérimen- talement, comprend un lobe principal 30 et un ensemble de lobes secondaires 32, 34, 36, 38, 40, chacun d'eux se trouvant pra- tiquement à 30 d B au-dessous du lobe principal 30 précitéo On peut obtenir d'autres configurations de lobes secondaires pour différentes fréquences Cependant, darns chaque cas, le ou les lobes latéraux sort au seuil 35 ou au-dessous de ce dernier. Les lignes en pointillés représentent la caractéristique de réponse correspondante déterminée par la théorie On utilise le rapport r entre l'amplitude du lobe principal 30 et le seuil , c'est-à-dire l'amplitude des lobes secondaires, de la ma- nière indiquée dans les relations ( 1) et ( 2) précitées, pour déterminer la largeur de la couche de -étal. On va maintenant considérer brièvement la figure 2 qui montre une wvue en plan de la plaque arrière 18 de la figu- re 1 La surface rugueuse 16 précitée de la plaque arrière 18 est constituée par la couche de métal 20, déposée par évapora- tion ou par un autre procédé approprié, sur la surface 16 de la plaque arrière 18 La plaque arrière 18 peut Ctre en matiè- re pour plaetdeirozt, souvent traversée par des trous, ou en une autre matière non conductrice de l'électricité. La largeur de la couche de métal 20 est définie par les relations ( 1) et ( 2) précitées A des points situés sur la longueur de la couche de métal 20, équidistants du centre et situés de part et d'autre du centre, la largeur de la couche de métal est la même Au-delà d'une longueur normalisée prédé- terminée, L, de la couche de métal 20, la largeur demeure une constante, K, à chaque extrémité de la couche de métal 20. En retournant à la figure 1, on voit qu'une broche de métal 24, en contact avec la couche de métal 20 sur la sur- face 16 de la plaque arrière 18, constitue un conducteur élec- trique positif allant vers un connecteur (non représenté) De façon similaire, un conducteur 25, en contact avec la couche de métal ( 12) de la àe=_rane a électret ( 10), constitue un conducteur électrique neutre (ou de masse) allant vers le con- necteur précité (non représenté) Par ce toyern, les signaux acoustiques qui arrivent sur le transducteur à électret préci- té sont convertis en signaun éle ctriq- es convenant pour une transmission électrique. La broche 24 précitée s'adapte dans l'orifice 26 d'un élément de structure 28, en laiton dans une application, destiné à supporter la plaque arrière 18 La membrane à élec- tret 10 est superposée su 3 r la rlaque arrière 18, de façon que la couch'e de polymère 14 de la -membrane à électret 10 soit en ccrntact direct avec la surface rugue use métallisée 16 de la placue arrière 'C Les cotés lcngitud naux 27 et 29 de la 1 ? memb-rane à électret 10 sont respectivemecnt aplicués conre les côtés 41 et 43 de l'élément de su-nor de structure 28 par des P,l Coues de serrage 42 et 44 l'-use:-u-s vis de fixation 46, 48 maintiennent les claques de serrage 42 et 44 en place De façcon similaire, des plaquettes 50, 52 et des vis de fixation 54, 56 mantien ent rigidement les ext-ré-tés 57, 59 de la membrane à électret 10 contre l'élément de support de struc- ture 28. Le transducteur à électret assemblé peut être suppor- té verticalement en faisant glisser l'extrémité 57 dans un piédestal (non représenté) Dans une autre configuration, le transducteur à électret peut être suspendu à un plafond par l'extrémité 57 ou 59, ou par les deux extrémités 57 et 59 Dans encore une autre configuration, le transducteur à électret peut etre placé sur un mur Dans chaque cas, le transducteur à élec- tret est positionné d'une manière telle que le lobe principal de la figure 5 couvre un emplacement visé. La figure 3 montre une vue isométrique d'une partie du transducteur à électret assemblé On utilise les mêmes ré- férences que sur les figures 1 et 2 pour faciliter l'identifi- cation. On va maintenant considérer la figure 4 qui montre une représentation agrandie du contact entre la membrane à électret 10 et la plaque arrière 18 de la figure 1 La couche 7 2517161 de polymère 14 de la membrane à électret 10 est en contact direct avec la surface rugueuse 16 de la plaque arrière 18. Du fait de la rugosité naturelle de la surface 16 de la pla- que arrière 18, il y a sur celle-ci plusieurs arttes naturel- les qui établissent un contact direct avec la membrane 10, ce qui empêche un mouvement résonnant dans la membrane 10 préci- tée Il est nécessaire d'empêcher un mouvement résonnant pour éviter des pics spectraux dans la caractéristique de réponse en fréquence du transducteur à électret La surface inégale 16 établit l'espace d'air nécessaire entre la plaque arrière 18 et lla membrane à électret 10. On va maintenant considérer la figure 6 qui repré- sente un autre mode de réalisation de l'invention La membra- ne à électret 10, comprenant la couche de polymère 14 et la couche de métal 12, est en contact direct avec la plaque ar- rière 18, comprenant une surface rugueuse métallisée 16 En outre, la couche de métal 12 est en contact direct avec la couche métallisée 16 Le couche de polymère 14 est chargée de façon électrostatique à un niveau de tension présélectionné. Une seconde membrane 66, comprenant une couche de métal 68 et une couche de polymère 70, est suspendue au-des- sus de la membrane à électret 10 Au point de vue structurel, deux entretoises d'extrémité isolées 62 et 64 séparent la couche de polymère 70 de la seconde membrane 66 par rapport à la couche de polymère 14 de la membrane à électret 10 Deux variantes sont possibles, consistant à faire varier soit la largeur des couches de métal 16 et 12, soit la largeur de la couche de métal 68, conformément aux relations ( 1) et ( 2) pré- citées, tout en maintenant constante la largeur des couches de métal restantes,sur la totalité de la longueur des couches. Dans chaque cas, la caractéristique de réponse obtenue est pratiquement la même que la caractéristique de réponse préci- tée: un lobe principal et un ensemble de lobes secondaires à un niveau de seuil prédéterminé, ou au-dessous de ce niveau, comme sur la figure 5 considérée précédemment. Comme indiqué précédemment, la sensibilité du trans- ducteur à électret en n'importe quel point sur sa longueur est directement proportionnelle à la largeur de la couche de métal 8 2517161 variable du transducteur à électret en ce pointe La largeur de la couche de métal variable du transducteur à électret est donnée conformément à l'invention par les relations ( 1) et ( 2) précitées La sensibilité t (x) du transducteur à n'importe quelle distance du centre du transducteur à électret, sur la longueur de ce dernier, est donnée par la relation: Po Al o S(X) + O ( p OAú 40 Slxl + v Sltx)l * ( 3) dans laquelle: (x) = sensibilité du transducteur à électret à une distance x du centre de ce dernier Cr(x) = distribution spatiale de charge; Sleff(X) = épaisseur effective de l'espace d'air, envisagée ci-après de façon plus com Dlè- te; Sl(x) = épaisseur réelle de l'espace d'air, envi- sagée ci-après de façon plus complète; w(x) = largeur de la couche de métal, donnée par les relations ( 1) et ( 2) précitées; = pression atmosphérique; O - A = aire de la surface plane 16 du transduc- teur à électret sur la figure 2, envisa- gée ci-dessus; -= permittivité de la membrane à électret; = poermittivité de l'air; et S(x) = épaisseur de la membrane à électret. On calcule de façon théorique la caractéristique de réponse précitée par la relation: k 1 Si xii W 44 x (Xe k i l X R(e) = ( 4) J O (x) 8 x dans laquelle: i = longueur du transducteur à électret, du centre jusqu'à une extrémité; -1 = longueur du transducteur à électret du centre jusqu'à l'autre extrémité; (x) = sensibilité du transducteur à électret à une distance quelconque x à partir de son centre; k = nombre d'onde acoustique; et R(G) = réponse du transducteur à électret pour un angle quelconque e défini par l'angle entre une onde acoustique incidente et la surface du transducteur. En retournant à la figure 5, on note que la caracté- ristique de réponse réellement mesurée est représentée par des lignes continues 30, 32 40 La caractéristique de réponse correspondante calculée de façon théorique, par la relation ( 4), est représentée en pointillés. Comme l'indique la relation ( 3) ci-dessus, la sensi- bilité du transducte-ur à électret est directement proportion- nelle à la largeur de la couche de métal, à l'épaisseur de la membrane à électret, a l'épaisseur de l'espace d'air effectif O 20 et à la diszribution spatiale de charge, c'est-à-dire à la charge électrostaticque sur la membrane à électret La sensibi- lité du traneducteur à électret est également inversement pro- portionnelle à l'épaisseur de l'espace d'air réel Ainsi, en faisant varier un par un les paramètres précités, conformément à la relation ( 1) précisée, on obtient la caractéristique de réponse désirée, représentée sur la figure 5. On va maintenant considérer la figure 7 qui repré- sente un dispositif utile à la compréhension des termes men- tionnés précédemment: espace d'air réel et espace d'air ef- fectifo Une plaque arrière 72 ayant une épaisseur uniforme, t, repose sur un rebord 74 usiné dans un cylindre 78 de rayon ro, à une distance h de la surface inférieure 80 de ce der- nier La plaque arrière 78 est perforée par un ensemble d'ou- vertures 82 ayant chacune un diamètre h 1 Une membrane à élec- tret 84, d'épaisseur S, repose au sommet du cylindre 78, à une distance 51 de la surface supérieure de la plaque arrière 72. Du fait du poids de la membrane à électret 84 et du fait des vibrations produites par le son qui arrive sur la membrane 84, la dsta ce de la membrane 84 par rapport à la polaque ar- r-ère 72 présentera quelques variations insignifianteso 'es-ace d'air réel correspond au volume d'air 86 entre la membrane a électret 84 et la plaque arrière 72 Comme indiqu' précédemment, du fait;u'il n' a qu'une déformation -rsi=nifiante de la membrane à électrei $t I l 1 éaisseur ou la nrofor eur de l'espace d'air réel, 51, est praticuement cons- tante L'espace d'air réel affecte le comportement électrique du système I Piîlae rusa ne a à élecuret a 4 est proche de la plaquoe arrière 72, plus le signal de sortie produit par la membrane élecret 84 est élevé. L'espace d'air e-ecv est la somme du volume d'air ars la cavité arrière As, du volnume d'air dars l'ensemble des cv.er- u-,zes b 2 et de l'espace d'air rée' 86 'lépaisseu o-u la urofondeu_ de l'espace d'air effectif est acnnée par la rela- tion: h + ' +) o 4 r 2 - o dans laquelle: ho = profondeur du volume d'air dans la cavité arrière 85; n = nomore d'ouvertures 2; h I dia+ètre de chacune des ouvertures 82; t = épaisseur de la plaque arrière 72; ro = rayon du cylindre 78; et 51 = épaisseur de l'espace d'air réel. L'espace d'air effectif affecte le comportement mé- canioue du transducteur à électret Plus l'espace d'air effec- tif est grand, plus la déviation de la membrane à électret 84, pour la même pression acoustique incidente sur elle, est élevée. Ainsi, l'espace d'air effectif détermine la raideur mécanique du transducteur à électret mais n'affecte pas les propriétés électriques de ce transducteuro Bien que la figure 7 montre un cylindre 88 pour expliquer la signification des termes: espace d'air réel et 1 1 espace d'air effectif, les mêmes principes s'appliquent au transducteur à électret rectiligne de la figure 1 o On va maintenant considérer la figure 8 qui montre un transducteur à électret fabriqué en faisant varier l'épais- seur de l'espace d'air réel sur la longueur de ce transducteur. La variation précitée de l'épaisseur de l'espace d'air réel est obtenue par l'utilisation d'un ensemble de tiges 90 desti- nées à séparer la membrane à électret 92 par rapport à la pla- que arrière 94 Les tiges de l'ensemble de tiges 90 ont des hauteurs hp sur la longueur du transducteur à électret qui sont déterminées par les relations: hp = (w (x))1 ( 6) et hp = (K)-t ( 7) dans lesquelles: w(x) désigne la relation ( 1) précitée, et K désigne la relation ( 2) précitée. -insi, la sensibilité en n'importe quel point le long du trans- duc eur à électret est inversement proportionnelle à la hauteur des tiges en ce point A n'importe quel point sur la plaque arrière 94, les tiges ont la même hauteur sur la largeur de la plaque arrière 94 en ce point Selon une variante, les tiges sont remplacées par des neronures de hauteur constante qui sont dirigées dans le sens de la largeur de la plaque arrière. La plaoue arrière 94 comporte, sur sa surface 96 faisant face à la membrane à électret 92, une couche de métal mince de même largeur que la plaque arrière Selon une varian- te, la plaque arrière est entièrement en métal La membrane à électret 92 comporte une couche de métal 91 et une couche de polymère 98, chargée de façon électrostatiqueo La couche de polymère 98 fait face à la plaque arrièreo Un conducteur néga- tif 97 partant de la surface de métal 91 de la membrane à électret 92 et un conducteur positif 99 partant de la surface de métal 96 de la plaque arrière 94 se terminent au niveau d'un ccnnecteur 100. La figure 9 montre une vue isométrique d'une partie du transducteur à électret de la figure 8, montrant les détails des tiges 90 sur la plaque arrière 94, avec une partie de la 251716 1 membrane à électret 92 arrachée. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, la couche de métal 91 de la membrane à électret 92 est fixée sur la couche de métal de la plaque arrière 96, de façon que les -deux couches de métal soient en contact direct Une seconde membrane (non représentée) est suspendue au-dessus de la mem- brane à électret 92, et les deux membranes sont séparées par les tiges 90 précitées - On va maintenant considérer la figure 10 qui repré- sente un autre mode de réalisation d'un transducteur à élec- tret obtenu en faisant varier l'épaisseur de l'espace d'air réel L'épaisseur de l'espace d'air réel entre la membrane à électret 102 et la plaque arrière 104 est obtenue en faisant varier l'éDeisseur de la plaque arrière 104 Cependant, l'éais- seur de la membrane à électret 102 demeure constante sur toute sa longueur Par ccnsqécuent, les hauteurs de l'ensemble de ti- ges 108 -varient sur la longueur du transductevr à électret or Scité Les tiges 108 procurent un support structural pour la membrane à électret 102 L'épaisseur de la plaque arrière 104 varie sur la longueur du transducteur a électret conformément aux relations ( 6) et ( 7) précitées, c'est-à-dire que la sen- sibilité du transducteur à électret en n'importe quel point de celui-ci est inversement proportionnelle à l'épaisseur de la plaque arrière en ce point. La surface 110 de la plaque arrière 104 est revêtue d'une couche de métal qui s'étend sur toute la largeur de la plaque arrière 104 Selon une variante, la plaque arrière 104 est entièrement en métal La membrane à électret 102 comprend deux couches: une couche de métal 101 et une couche de poly- mère 112 chargée de façon électrostatique Un conducteur neu- tre (ou de masse) 111, partant de la surface de métal 101 de la membrane à électret 102, et un conducteur positif 113 par- tant de la surface de métal 110 de la plaque arrière 104 se terminent au niveau d'un connecteur 114. Selon une variante, la couche de métal 101 de la membrane à électret 102 est fixée à la surface de métal 110 de la plaque arrière 104 de façon que les deux couches de mé- tal soient en contact direct Une seconde membrane (non repré- sertée) est suspendue au-dessus de la plaque arrière 104 Cet- te secornde membrane est supportée par les tiges 108 précitées. Pour chaque tznsducteur à électret représenté sur les figures 8, 9 et 10, la réponse obtenue est pratiquement simi- laire à la caractéristique de réponse de la figure 5, envisa- gée précédcemment. On va maintenant considérer les figures 11, 12 et 13 qui représentent trois modes de réalisation distincts de transducteurs à électret, obtenus chaque fois en faisant va- rier l'épaisseur de l'espace d'air effectif Dans chacun des trois modes de réalisation précités, une membrane à électret est superposée sur une plaque arrière, d'une manière similaire à celle des transducteurs à électret des figures 1 et 4, envi- sagés ci-dessuso Du fait eue l'inent-ion réside essentielle- ment dans la plaque arrière, on ne décrira que cette dernière. En considérant Llus particuièreent la figure 11, on voit vune membrane à électret 121 et une placue arrière 116. La er brane à électret 121 précitée est superposée directement s uz la surface 118 de la plaque arrière, qui est naturellement rugueuse Un ensemble de trous 120 de même diamètre sont per- cés juscu'à diverses profondeurs dans la surface 118 de la rlaque arrière 116 Du fait que la membrane à électret 121 précitée est placée directement sur la surface 118, l'épaisseur de l'espace d'air réel est pratiquement constante sur toute la longueur de la plaque arrière 116 Par conséquent, en se repor- tant à la relation ( 5) indiquée précédemment, on voit que l'épaisse-vr de l'espace d'air effectif est directement propor- tiornnelle à la profondeur des trous 120. * Bn faisant varier les profondeurs des trous 120 pré- cités, l'épaisseur de l'espace d'air effectif est donnée par les relations ( 1) et ( 2) précitées La sensibilité, A (x), à n'importe quel point le long du transducteur à électret,est directement proportionnelle à l'épaisseur de l'espace d'air effectif à ce point La sensibilité, S(x), est donnée par la relation ( 3) précitée La caractéristique de réponse est cal- culée, de façon théorique, par la relation ( 4) précitée La réponse calculée par la relation ( 4) et la réponse réellement mesurée sont pratiquement similaires-aux caractéristiques de redonse rer 7 é,en ées sur la figure 5, envisagée ci-dessus. La fig e 1 2 montre rune,em'cran électret 123 et une llacue arrière 122 comprenant Un ensemble d'ouvertures 124 qui perforent cette plaque, et ces éléments sont utiles à la réalisation d'un autre transducteur à électret Les diamètres des ouvertures varient de facon que le vclume d'air dans les ouvertures varie directement en proportion des relations ( 1) et ( 2) précitées, c'est-à-dire que l'épaisseur de l'espace d'air effective varie directement en proportion des relations ( 1) et ( 2) précitées. la figure 13 représente une zembrane à électret 127 et une tlaque arrl ère 126 comcrenarnt un ensemble d'ouvertures 128 de ême diamètre cvi perforent la laue arrière 126 o On fait varier l'éaisseu de l'esnace d'air effectif en faisant -5 -arier la ernsite des ouver-ures 126, di'ectement ern prcport ort des relations ( 1) et ( 2) récitées. ans Jn aut-r oce doce réalisation (non re ésen'é) :e l'is-ention, dar E lequel l'espace d'ai 7 effectif varie sur lloaeur du ta cter à élec-tret,la coauche de métal de la embrane à électret est placée ern contact direct avec la couae:e ce méta 7 de la plaque arrière Une seconde membrane est suspendue au-dessus de la membrane à électret 121, 123 ou 127, en étant supoortée par des éléments isolants, tels que les éléments 62 et 64 représentés suz la fiure 6 Dans trois for- mes distinctes ce ce mode de réalisation, on fait varier l'é' aisseu 7 de l'esace d'air effectif en faisant varier le d-aètre, la densité ou la cro:c deu_ des trcus dans la plaque arr 4 ère, comme il est représenté sur les figures 11, 12 et 13. Selon une variante, les trcus des figures 11, 12 et 13 sont replacés par des rainures (non représentées) dont la largeur, la densité ou la profondeur varie corformément aux relations ( 1) et ( 2)o Ces rainures s'étendent parallèlement à la largeur de la plaque arrière. La figure 14 montre un transducteur à électret com- prenant une plaque arrière 130 d'épaisseur uniforme et une membrane à électret t 32 dont l'épaisseur varie directement en proportion des relations ( 1) et ( 2) précitées La membrane à électret 132 comprend une couche de polymère 136 et une couche de métal 142 superposée sur la couche de polymère, La couche de polymère 136 comporte une surface plane 134 qui est direc- tement superposée sur une surface naturellement rugueuse 138 de la plaque arrière 130 La surface 138 de la plaque arrière 130 porte un revêtement consistant en une couche de métal min- ce 137 Un conducteur neutre (ou de masse) 133 partant de la couche de métal 142 et un conducteur positif 131 partant de la couche de métal sur la surface 138 de la plaque arrière 130 se terminent au niveau d'un connecteur 140. La sensibilité, e (x), du transducteur à électret de la figure 14, donnée par la relation ( 3) précitée, est en n'importe quel point directement proportionnelle à l'épaisseur de la membrane à électret 132 en ce point La réponse calculée de façon théorique à partir de la relation ( 4) précitée et la réponse mesurée sont pratiquement celles indiquées par les caractéristiques de réponse de la figure 5, envisagée ci-des- sus L'épaisseur, d, de la membrane à électret ( 132) est définie par la relation: d 17 / f/( 12 /2 ' métal 167 et une couche de polymère 170, est suspendue au-des- sus de la membrane à électret 154, en étant supportée par des éléments isolants 162 et 164 La distance entre la seconde membrane 168 et la surface de polymère de la membrane à élec- tret 156 est pratiquement constante sur toute la longueur et la largeur du transducteur à électret O Un conducteur électri- que neutre (ou de masse) 153 est fixé sur la surface de métal 167 de la seconde membrane 168 et un conducteur positif 155 est fixé sur les couches de métal 158 et 152 qui sont en con- tact Les conducteurs électriques 153 et 155 se terminent au niveau d'un connecteur 166. La sensibilité, c'est-à-dire h(x) du transducteur h électret de la figure 15, exprimée par la relation ( 3) pré- citée, en n'importe quel point sur la longueur du transduc- teur à électret, est directement proportionnelle à l'épais- seur de la membrane à électret 154 en ce point La caracté- ristique de réponse est pratiquement identique à celle repré- serntée sur la figure 5 o On obtient un autre mode de réalisation d'run trans- ducteur à électret en faisant varier la charge électrostati- que, par des procédés connus, sur la couche de polymère 14 de la membrane à électret 10 de la figure 4, envisagée précé- de-ent, ern Proportion directe des relations ( 1) et ( 2) pré- ciees Cependant, la largeur de la couche de métal, sur la surface rugueuse 16 de la placue arrière 18, demeuree constan- :e sur rcute la lcngueur de cette plaue arrière Ainsi, au lieu de faire varier la largeur de la couche de métal 20, on veu faire varier la charge électrostai que sur la couche de clmre 14 Selo are v-ariante, on place la membrane à élec- fret G O en corntact direct avec la olacue arrière 18, comme le sonore la figure 6, et on place une seconde membrane 66 au- es-uas de la membrane à électreto La sensibilité, Y (x),du transducteur à électret, donnée par la relation ( 3) précitée, en n'rporte quel point du transducteur, est directement pro- tortionnelle à la charge électrostatique en ce point La ré- zonse du transducteur à électret envisagé ci-dessus est pra- zicuement similaire à la caractéristique de réponse qui est rerésen-tée sur la figure 5, envisagée précédemment. Comme indiqué précédemment, on sait comment procé- der cour charger de façon électrostatique une membrane à élec- treto Un tel procédé est décrit dans un article intitulé "Research in polymer Electrets" par G M Sessler et J E West, publié par la Society of Photographic Scientists and Engineers, the Second International Conference on Electrophotography, pages 162-166 ( 1974). La figure 16 représente une distribution de charge électrostatique sur la surface de polymère 14 d'une membrane à électret 10 de la figure 1 La charge électrostatique est répartie uniformément sur toute la largeur de la surface 14 de la membrane a él'ectret Ceper dant, la densité de charge varie sur la longueur de la membrane a electret conformémen aur relations ( 1) et ( 2) urécitées En outre, la sensibilité du transducteur à élect Iret, en ntimp Dorue Guel points de celui - r S ci, est directement -proportionnmelle à la cha-:rge électrost 1 ati- que sur la memb-rane;à élect Lret, en ce point De plus, comme Ilindicue la relation, ( 4) ci-dessus, la caractéristique de réponse, representée sur la figure 5 en-visagée précédemment, dépz'end de la sensibilité du transducteur à électret. la figur L-e 17 montr-e une surface le polymère telle cue la surface de polymbère 14 de la àeban électret 10 de lpa figure i envisagéec-dess chargée de façon électros- taticue 'car un autre proceêdé La cluarge élc-ctrosta tique est répnartie unifo-r-mément sur une 591 er éectionfnée, commesu 157 l ir 6 e=visagé-ee ci-dessus, et, la charge varie sur la iong Uur Ce -la s-ur face de rolymère 14 O eecnla largeur-> d'e la srcede lmr 4 ch-ar-gé-e de façoonéecrsaie - re suz la lon -ueur ccmformé_ment aux re 1 at or S ( 1) et ( 2) ré-cîtées L largu de la région ch-argée de -Façon élect-ros- - atlicue ne co:rnc 'de donc pas avec la largeur du polyrmère la caract Iéristique de réponse obtenue est pratiq Uement la même c'je précédemment. La d istribut Lion de charge électtrost Latique décrite ci-dessus er, relati- Jo N a ve c 11 e S fgur es 16 et J 17, concerne des crangs desurfce ar crcecas, on peut obtenir la -rême r _ S t r îb Ut-ion de chrarge en ceposanrt la chlarge électrostaticue adif:rerentes rnrofcnd,eurs de la cccede pol-ymère de la mem- b Drane à électret 10 de la figure 1 La charge électrostatique c à n'importe quael point est donnée par la relation ( O dans laquelle c-= densité de charge, E=permi ttivité du polymère =Permittivité de l 'air environnant, 3/5 dl = profondeur de la charge électrostatique, d = épaisseur de la couche de polymère, et V = tension électrostatique. On va maintenant considérer la figure 18 qui montre encore un autre procédé pour charger la surface de polymère considérée précédemment de la membrane à électret Comme sur la figure 17, une charge électrostatique négative comprise dans une région sélectionnée varie sur la longueur de la couche de polymère conformément aux relations ( 1) et ( 2) précitées Ce- pendant, contrairement à la figure 17, sur la figure 18 les espacés de la surface de polymère qui n'étaient pas chargés sont maintenant chargés positivement On charge la surface de polymère avec à la fois des charges négatives et des charges positives dans le but de former une frontière nettement défi- nie entre les deux régicns chargéeso Ainsi, la sensibilité en n'importe quel point du trarsdu^etu est définie de façon plus précise, du fait qu'elle dépend directement de la charge élec- trostatique en ce point La répcnse est fortement directionnel- le et, comme on l'a montré précédemment en relation avec la figure 5, elle comprend un lobe principal et un ensemble de lo- bes secondaires au-dessous d'un seuil présélectionné. Darns trois des modes de réalisation précédents dans lesquels on fait varier la largeur de métal, on fait varier l'espace d'air réel ou on fait varier l'espace d'air effectif, on peut remplacer la membrane à électret par une membrane à laquelle est appliquée une polarisation continue Ainsi, au lieu de déposer une charge électrcstatique sur la membrane, on lui applique en permanence une polarisation continue prove- nant d'une source de tension continue externe On peut en ou- tre utiliser deux membranes distinctes: une membrane compre- nant une couche de métal et une couche de polymère, ou une membrane entièrement en métal Cependant, lorsqu'on utilise une membrane comprenant une couche de polymère et une couche de métal, la couche de métal doit être placée du c 8 té de la plaque arrière. De plus, la membrane ne doit pas être placée direc- tement sur la plaque arrière La membrane doit au contraire 9 tre suspendue sur la plaque arrière, comme par l'utilisation d'entretoises isolantes telles que les éléments 62, 64 sur la figure 6. Les conducteurs qui partent de la couche de métal de la membrane et de la couche de métal de la plaque arrière peu- vent être permutés au niveau du branchement au connecteur. Autrement dit la polarité des conducteurs n'a pas d'importance. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Transducteur acoustique destiné à produire un diagramme de réponse directionnel comprenant un lobe princi- pal et un ensemble de lobes secondaires qui se trouvent pra- tiquement à un niveau de seuil prédéterminé, ce transducteur comprenant une plaque arrière dont une surface est revêtue d'une couche de métal, caractérisé en ce qu'il comporte une membrane à électret ( 132) dont l'épaisseur varie sur la lon- gueur de la membrane conformément à une relation prédéterminée, et une surface ( 134) de la membrane à électret ( 132) est pra- tiquement plane et pratiquement parallèle à la plaque arrière ( 130). 2 Transducteur acoustique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaisseur, d, de la membrane à élec- tret ( 132) est définie par la relation: d a 1/ i 2 t 1 3 Transducteur selon l'une quelconque des revendi- cations 1 ou 2, caractérisé en ce que la membrane à électret ( 132) comprend une couche de métal ( 142) et une couche de po- lymère ( 136), l'épaisseur de la couche de polymère ( 136) varie le long de la membrane selon la relation prédéterminée, et l'épaisseur de la couche de métal ( 142) est pratiquement uniforme. 4 Transducteur selon la reivendication 3, caractéri- sé en ce qu'une surface ( 134) de la couche de polymère ( 136) est pratiquement plane et cette surface plane est pratiquement rarallèle à la plaque arrière ( 130). Transducteur selon la revendication 4, caractéri- sé en ce que la distance entre la surface plane ( 134) de la couche de polymère ( 136) et la plaque arrière ( 130) est prati- quement uniforme sur la longueur et la largeur de la plaque arrière. 6 Transducteur selon l'une quelconque des revendi- cations 4 ou 5, caractérisé en ce que la surface de polymère plane ( 134) fait face à la surface de la plaque arrière ( 130) qui comporte le rev Stement métallique ( 137)o 7 Transducteur selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 6, caractérisé en ce que la membrane à électret ( 132) est chargée de façon électrostatique à une valeur pré- déterminée. 8 Transducteur selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 7, caractérisé en ce qu'un premier conducteur ( 133) partant de la membrane à électret ( 132) et un second conduc- teur ( 131) partant du revêtement métallique ( 137) situé sur la plaque arrière ( 130) se terminent au niveau d'un connecteur ( 166), pour transmettre des signaux entre ces éléments. 9 Transducteur selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 8, caractérisé en ce qu'une surface de la membrane à électret ( 154) est fixée à la plaque arrière ( 150) de façon que la couche de métal ( 158) de la membrane à électret se trou- ve face au revêtement métallique ( 152) de la plaque arrière; et il existe une seconde membrane ( 168) qui comprend une cou- che de polymère ( 170) et une couche de métal ( 167), et la se- conde membrane ( 168) est suspendue au-dessus de la membrane à lectret ( 154). Transducteur selon la revendication 9, caractéri- sé en ce que la distance entre la surface plane ( 156)de la couche de polymère ( 154) et la seconde membrane ( 168) est pra- tiquement uniforme sur la longueur et la largeur de la seconde membrane ( 168).