Brevet FR2623959A1 — publié le 19890602

La présente invention concerne un ensemble trans- ducteur piézoélectrique, ayant des arrangements étendus d'éléments piézoélectriques disposés afin que les effets des forces de distorsion soient supprimés ou compensés. On utilise des éléments piézoélectriques, essen- tiellement des cristaux et des céramiques, dans divers dispositifs notamment les microphones, les dispositifs ultrasonores, les accéléromètres et les oscillateurs. Une des applications les plus courantes des éléments piézoélectriques est l'appareillage de sonar sous-marin dans lequel un transducteur piézoélectrique de sonar est stimulé par des signaux électriques afin qu'il émette des signaux de sonar qui rayonnent à partir du transduc- teur. Les signaux de sonar sont réfléchis par les objets sous-marins et les signaux réfléchis sont renvoyés par le transducteur qui forme des signaux électriques conte- nant des informations relatives aux objets sous-marins. Les transducteurs habituellement utilisés dans les appareillages de sonar sous-marin comprennent un monocristal ou un élément céramique ou un arrangement d'éléments. On s'est rendu compte que, dans les applications des sonars à grande distance, l'utilisation d'arrange- ments contigus très importants ayant une grande densité d'implantation, présentait des avantages importants au point de vue des performances par rapport aux arrangements à éléments discrets. Les arrangements de sonar sont affectés par le bruit créé par les effets de la couche limite turbulente et/ou de l'accélération des capteurs de l'arrangement résultant du déplacement du véhicule dans l'eau. Des arrangements réduisant au minimum des effets nuisibles ou le déplacement de l'arrangement dans. le milieu permettraient une augmentation notable des performances de l'ensemble à sonar. Les systèmes actuel- lement proposés, mettant en oeuvre des arrangements plans, souffrent cependant de leur sensibilité au bruit précité dû à la turbulence et à l'accélération, ou nécessitent des structures complexes et ainsi coûteuses pour la com- pensation du bruit ou l'obtention d'une insensibilité au bruit. L'invention a pour objet un ensemble transducteur piézoélectrique bidimensionnel qui est relativement peu sensible au déplacement de l'arrangement et au bruit provoqué par les turbulences. L'invention a pour objet un tel ensemble dont la construction est simple et la fabrication facile. Elle concerne un transducteur piézoélectrique qui est pratiquement insensible aux pressions élevées. Elle concerne aussi un arrangement plan de façon générale, composé d'éléments piézoélectriques qui peuvent être montés sous forme d'arrangements de densité extrême- ment élevée afin que les excellentes performances de sonar dues à une intégration très complète du bruit sur toute la face de l'arrangement, soient utilisées avanta- geusement. Plus précisément, l'invention concerne, dans un mode de réalisation illustratif, un ensemble transducteur piézoélectrique qui comporte un arrangement bidimension- nel d'éléments piézoélectriques maintenus en place dans une enveloppe élastomère et ayant une forme plate de façon générale. Chaque élément a des zones superficielles opposées et est polarisé en direction perpendiculaire aux zones superficielles opposées. Certains au moins des éléments de l'ensemble sont disposés de manière que leurs axes de polarisation soient orientés transversale- ment au plan de l'arrangement et, de manière avantageuse, autrement que les axes de polarisation d'autres éléments. Des revêtements conducteurs ou des conducteurs souples sont disposés dans l'enveloppe et viennent au contact des éléments afin qu'ils transmettent des signaux élec- triques créés à l'extérieur aux éléments afin que ceux- ci soient soumis à des contraintes, et qu'ils transmet- tent, à un processeur de signaux ou à un autre dispositif utilisateur, des signaux électriques produits par les éléments piézoélectriques lorsque ceux-ci sont soumis à des contraintes. Divers matériaux peuvent être -utilisés pour l'enve- loppe, notamment le polyuréthane, le polyéthylène, le caoutchouc de néoprène, etc., sans qu'un isolement méca- nique des éléments piézoélectriques individuels soit nécessaire. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une perspective éclatée d'un ensem- ble transducteur piézoélectrique plan réalisé selon l'in- vention; la figure 2 est une coupe partielle en élévation latérale de l'ensemble transducteur piézoélectrique de - la figure 1; et la figure 3 est une perspective, avec des parties arrachées, d'un ensemble transducteur piézoélectrique à deux arrangements, lui aussi réalisé selon l'invention. On se réfère d'abord à la figure 1 qui représente un exemple d'ensemble transducteur piézoélectrique plan bidimensionnel comprenant un boîtier ou carter 2 en deux parties, ayant un tronçon 4 de base et un tronçon 8 for- mant couvercle. Les deux tronçons sont formés d'une matière élastique et souple telle que le polyuréthane, le polyéthylène, le caoutchouc de néoprène, etc. Lorsque le couvercle 8 est placé sur le tronçon 4 de base et lui est fixé, le boîtier a une forme plate de façon géné- - rale comme mieux représenté sur la figure 2. Le couvercle 8 peut être fixé au tronçon 4 de base par un agent conve- nable d'adhérence tel que le polyuréthane. Le boîtier est formé afin qu'il soit carré de manière générale, mais il peut avoir d'autres configurations, par exemple rectangulaire, circulaire, triangulaire, etc. En outre, le boîtier peut être formé par une structure en une seule pièce, moulée ou réalisée d'une autre manière autour des éléments piézoélectriques (décrits dans la suite) au cours de la fabrication, sans que la base et le cou- vercle soient séparés. Plusieurs compartiments 12 de forme générale rec- tangulaire sont formés dans le tronçon 4 de base. Ces compartiments sont formés afin qu'ils soient très rappro- chés et imbriqués de la manière représentée sur la figure 1 afin que les éléments piézoélectriques soient espacés et alignés avec précision. Les compartiments adjacents sont séparés par des parois 16 qui sont solidaires du tronçon 4 de base. Dans une variante, un compartiment unique ou une grande cavité unique peut être formé dans le tronçon 4 de base, et les éléments piézoélectriques (décrits dans la suite) peuvent être placés dans la cavité, en étant séparés les uns des autres et maintenus en place par un adhésif. Plusieurs éléments piézoélectriques 20, ayant des caractéristiques de faible couplage parasite, sont aussi disposés, chacun d'eux étant placé dans un compartiment différent et étant maintenu en place par un adhésif. Les éléments piézoélectriques 20 sont réalisés afin qu'ils s'ajustent dans chaque compartiment et ainsi, dans le mode de réalisation de la figure 1, les éléments sont représentés avec une configuration rectangulaire corres- pondant à celle des compartiments. Les éléments 20 ont une épaisseur supérieure à la profondeur des compartiments, cette épaisseur étant à peu près la même que la longueur et la largeur des éléments ou étant inférieure. Les éléments peuvent avoir des orientations dans diverses directions par rapport aux axes de polarisation afin que les effets nuisibles sur les performances de l'ensemble sonar, provoqués par les forces d'accélération et de turbulence appliquées à l'arrangement lorsqu'il est monté sur un bâtiment ou un véhicule, soient réduits au minimum. En particulier, les éléments peuvent avoir une orientation telle que les signaux formés par les dis- torsions internes, la turbulence, l'accélération, etc. aient tendance à s'annuler si bien que des petits signaux produits par des sources sonores distantes ou de faible intensité peuvent être détectés. Ces orientations sont décrites dans la suite. De minces films conducteurs 24 sont placés sur les faces supérieure et inférieure de chacun des éléments piézoélectriques20 (avantageusement au cours de la fabri- cation des éléments) afin que les éléments puissent être soumis à une inversion de polarisation pendant la fabri- cation et que ces films jouent le rôle d'électrodes per- mettant l'application (ou la collecte) de signaux élec- triques aux éléments (ou provenant de ceux-ci). De tels films peuvent être formés d'un matériau conducteur quel- conque convenable tel que l'argent, un alliage d'argent, etc. Les éléments piézoélectriques 20 sont choisis de manière qu'ils possèdent de faibles caractéristiques de couplage parasite afin que la réponse soit réduite dans des modes indésirables de couplage parasite et per- mettent l'utilisation des éléments sur une large gamme de fréquences sans dégradation notable de la sensibilité. Un matériau piézoélectrique qui convient à une telle caractéristique est le métaniobiate de plomb, le bifluo- rure de polyvinylidène, le titanate de plomb, ou un autre matériau convenable. L'utilisation de ces matériaux ne nécessite pas un encapsulage ou un isolement des éléments individuels dans des boîtiers séparés, si bien que les éléments peuvent être placés très près les uns des autres et les effets de compensation par effet de moyenne dans l'arrangement peuvent être accrus. Des bandes d'un matériau conducteur 28 sont placées au contact de chacun des films conducteurs 24, sur les faces supérieures des éléments piézoélectriques 20, les bandes conductrices 28 traversant le bottier et rejoignant une ligne commune 30 qui est couplée à un commutateur 32 d'émission-réception. Des bandes 34 d'un matériau conduc- teur (voir figure 2) sont placées au contact des films conducteurs disposés sur les faces inférieures des élé- ments piézoélectriques 20 de manière que ces bandes traversent le boîtier et rejoignent aussi la ligne omni- bus 30. Les bandes conductrices 28 et 34 peuvent être avantageusement des bandes d'argent, de cuivre, etc., maintenues au contact des films conducteurs par soudure par points, par soudure avec apport ou par une colle conductrice. Dans une variante, les bandes conductrices peuvent être formées d'un élastomère souple contenant des particules ou paillettes conductrices (par exemple d'argent). Cette dernière disposition donne la souplesse voulue le cas échéant. Une variante du boîtier ou carter 2 en deux élé- ments de la figure 1 est un boîtier en une seule pièce formé par exemple par support initial des éléments piézo- électriques, des fils de connexion, etc., avec la confi- guration voulue (habituellement à l'aide de dispositifs convenables de montage), puis l'encapsulage de l'ensemble de l'arrangement dans un matériau convenable. Le circuit destiné à former les signaux électriques qui doivent mettre les éléments piézoélectriques 20 sous contrainte, et à détecter les contraintes dans les élé- ments comportent, en plus du commutateur 32 d'émission- réception, un émetteur 36 et un circuit 38 formant récep- teur et processeur de signaux, tous deux reliés au commu- tateur 32, un circuit 40 de commande connecté à l'émet- teur 36, et une unité 42 d'affichage reliée au circuit de commande et au circuit 38 formant récepteur et processeur de signaux. Le circuit 40 de commande, qui peut être par exemple un microprocesseur, indique à l'émetteur 36 qu'il doit transmettre des signaux élec- triques par l'intermédiaire du commutateur 32 d'émission- réception, aux éléments piézoélectriques 20 afin que ceux-ci soient soumis à des contraintes. Les éléments forment ainsi par exemple des signaux de sonar desti- nés à être transmis sous l'eau. Les signaux de sonar réfléchis, interceptés par les éléments 20, mettent ces derniers sous contrainte si bien qu'ils créent des si- gnaux électriques qui sont transmis par le commutateur 32 au circuit 38 de réception et de traitement de signaux. Ce circuit 38 traite les signaux et transmet à l'unité d'affichage des signaux de présentation d'informations représentant l'emplacement et la forme par exemple d'ob- jets sous-marins qui ont réfléchi les signaux du sonar. Le circuit décrit est classique et il n'est représenté qu'à titre illustratif et n'entre pas dans le cadre de l'invention. Comme suggéré précédemment, il est important que le bruit "inhérent" de l'arrangement de sonar soit aussi faible que possible. L'une des sources principales de ce bruit inhérent dans le cas des arrangements de sonar sous-marin est le bruit d'écoulement des fluides formés d'eau s'écoulant sur la face de l'arrangement transduc- teur (parfois appelé "bruit de la couche limite turbu- lente" ou "bruit TBL"). Cette source de bruit peut être notablement réduite par formation de grands arrangements d'éléments contigus intégrant ce bruit TBL sur toute la longueur et/ou toute la largeur de l'arrangement. La réduction du bruit inhérent dépend de la dimen- sion de l'arrangement ainsi que du nombre et de l'espa- cement des éléments de l'arrangement. Dans le cas des arrangements de sonar travaillant à de basses fréquences, la dimension de l'arrangement doit être comprise entre environ 3 m et quelques dizaines ou centaines'de mètres. En conséquence, la considération d'un conditionnement individuel d'éléments isolés avec une configuration très dense conduit à un coût prohibitif. Jusqu'à présent, les arrangements importants ont été réalisés par espace- ment des éléments à de grandes distances, et ceci a per- mis une réduction du coût mais a sévèrement dégradé les performances. L'invention résout ce problème car elle permet un conditionnement d'un grand nombre d'éléments à proximité les uns des autres d'une manière simple et avantageuse au point de vue du coût. Une seconde source principale du bruit inhérent de l'arrangement est le bruit provoqué lorsque le bâtiment, et ainsi l'arrangement, subissent une accéléra- tion. La fréquence de ces forces d'accélération est sou- vent très proche des fréquences cibles qui doivent être détectées. Le bruit créé par les forces d'accélération est important par rapport aux signaux à détecter, prove- nant de cibles éloignées, car il est souvent supérieur aux signaux des cibles d'un facteur de quelques centaines ou de quelques milliers. Selon l'invention, les éléments individuels peuvent être disposés avec une grande densité et orientés physiquement de manière que les signaux créés par l'accélération agissant sur les éléments adjacents puissent être pratiquement réduits ou compensés. En outre, étant donné le grand nombre d'éléments, l'adressage de nombreux axes d'accélération peut être assuré, à la place d'un ou deux axes normalement adressés dans les arrange- ments transducteurs classiques. De nombreux ensembles tels que représentés sur la figure 1 peuvent être disposés ensemble afin qu'ils constituent un arrangement important d'éléments de forme générale plane, permettant la formation d'un grand arran- gement voulu d'éléments piézoélectriques. Dans un tel arrangement, tous les éléments piézoélectriques, même lorsqu'ils se trouvent dans des enveloppes différentes sont excités et contrôlés par le même circuit. Le nombre d'éléments de chaque circuit (l'ensemble de la figure 1 en comporte seize) est avantageusement au moins égal à quatre environ. Les éléments piézoélectriques ont avantageusement des largeurs et des longueurs comprises entre environ 3 mm et plusieurs dizaines de millimètres,et des épais- seurs comprises entre environ 0,25 et 25 mm, et ils peu- vent être espacés par une distance d'environ 1,2 mm ou plus (ou de l'ordre de la moitié de la longueur d'onde du bruit inhérent qui peut être présent). Ces dimensions facilitent la fabrication et la polarisation piézoélec- trique. Evidemment, plus l'élément piézoélectrique est petit et plus la réduction de bruit de l'arrangement transducteur est grande. L'utilisation d'un boîtier souple 2 pour le main- tien des éléments piézoélectriques permet l'isolement et la protection des éléments piézoélectriques 20 con- tre le choc, les pressions hydrostatiques, l'eau et les autres fluides dans lesquels ils peuvent être utilisés, et contre d'autres effets extérieurs. Etant donné la forme plate de façon générale de l'ensemble transduc- teur, cet ensemble peut être facilement fixé à des sur- faces plates de montage et à des surfaces en forme autre que plane et qui peuvent changer au cours du temps. La figure 2 est une coupe en élévation latérale partielle de l'ensemble transducteur de la figure 1, représentant le tronçon 4 de base et un tronçon 8 formant couvercle de l'enveloppe, les éléments piézoélectriques et une bande conductrice 28 fixée aux films ou élec- trodes conducteurs 24 de la face supérieure des éléments piézoélectriques, et une bande conductrice 34 fixée aux films ou électrodes conducteurs de la face inférieure des éléments. Comme les électrodes 24 sont disposées en direction générale parallèle au plan de l'arrangement comme représenté, tous les éléments 20 sont polarisés en direction perpendiculaire au plan de l'arrangement. Cependant, on a constaté que l'orientation des axes de polarisation de certains des éléments différemment par rapport à l'orientation des axes de polarisation d'autres éléments facilitait la compensation et la réduction des effets nuisibles par ailleurs du bruit inhérent sur l'ar- rangement d'éléments. Par exemple, chaque élément peut être disposé de manière que son axe de polarisation soit orienté en direction perpendiculaire aux axes de polarisation des éléments adjacents. Cette disposition est indiquée dans l'arrangement. d'éléments piézoélec- triques de la. figure 3, décrit dans la suite. Sur la figure 3, un ensemble transducteur piézo- électrique bidimensionnel à deux arrangements est repré- senté. Un premier arrangement d'éléments piézoélectriques est monté, à l'aide d'un adhésif convenable tel que le polyuréthane, sur une face d'une plaque centrale non conductrice 54 de montage, et l'autre arrangement d'élé- ments 58 (un seul de ces éléments est représenté sur la figure 3) est monté sur l'autre face de la plaque, en direction parallèle de façon générale au premier arrangement. De minces films ou électrodes conducteurs 62 sont placés sur les faces opposées de chaque élément piézoélectrique et déterminent ainsi l'axe de polarisa- tion de chaque élément. Dans la configuration de la figu- re 3, l'axe de polarisation de chaque élément est diffé- rent de celui des éléments adjacents verticalement et horizontalement. Les axes de polarisation de chaque paire d'éléments disposée de part et d'autre, des deux côtés de la plaque 54, ont cependant la même orientation. Par exemple, les axes de polarisation des éléments 50a et 58a sont perpendiculaires à la plaque 54, les axes de polarisation des éléments adjacents horizontalement sont orientés verticalement, les axes de polarisation de la paire d'éléments disposée verticalement sous les éléments a et 58a sont orientés horizontalement, etc. Evidemment, des fils ou bandes conducteurs 66 relient les électrodes 62 au circuit convenable de polarisation représenté par des sources de tension 70. Les deux arrangements d'éléments 50 et 58 et la plaque 54 de montage sont enrobés dans un matériau élas- tomère 74 tel qu'un polyuréthane, un polyéthylène, un caoutchouc de néoprène, etc. Des pieds 78 et 82 de sup- port dépassent de la plaque 54, et ils traversent l'élas- tomère 74 afin qu'ils permettent le montage des pieds sur une structure convenable de support sur un bâtiment ou un véhicule. En plus des avantages d'annulation et d'intégration du bruit dû à l'orientation des axes de polarisation des éléments piézoélectriques adjacents perpendiculai- rement les uns aux autres, d'autres avantages de réduc- tion de bruit peuvent aussi être obtenus par montage des éléments de part et d'autre de la plaque de montage comme représenté sur la figure 3. Ainsi, les forces d'accélération agissant sur l'ensemble de la figure 3 en direction perpendiculaire aux plans des arrangements et 58 ont tendance à comprimer l'un des arrangements contre la plaque 54 et à mettre l'autre arrangement sous tension. Comme les électrodes correspondantes des éléments piézoélectriques des deux arrangements sont reliés élec- triquement, les effets des forces de compression et des forces de tension ont tendance à s'annuler. REVENDICATIONS 1. Ensemble transducteur piézoélectrique, caracté- risé en ce qu'il comprend: un arrangement bidimensionnel plan de façon géné- rale d'éléments piézoélectriques (20) très rapprochés, chaque élément ayant un axe de plus grande sensibilité aux forces de distorsion, notamment d'accélération, et deux autres axes, perpendiculaires au premier et l'un à l'autre et qui sont moins sensibles aux forces de distorsion, certains au moins des éléments étant disposés de manière que leurs axes les plus sensibles aient des directions différentes de celles des axes les plus sensi- bles des éléments restants, une enveloppe (4, 8) destinée à maintenir les élé- ments de l'arrangement en position mutuelle fixe, et un dispositif conducteur (28) destiné à transmettre des signaux électriques aux éléments afin que ceux- ci soient soumis à des contraintes le long d'axes de polarisation et créent des signaux de sonar, et destiné à transmettre des signaux électriques provenant des élé- ments lorsque ceux-ci sont soumis à des contraintes suivant les axes de polarisation sous l'action de signaux reçus de sonar. 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que les axes de polarisation des éléments (20) sont choisis de manière qu'ils coincident avec les axes de plus grande sensibilité, et certains au moins des éléments sont orientés de manière que leurs axes de pola- risation soient perpendiculaires de façon générale au plan de l'arrangement. 3. Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce que les éléments (20) d'un premier jeu ont des orientations telles que leurs axes de polarisation sont perpendiculaires de façon générale au plan de l'arrange- ment, les éléments d'un second jeu ont des orientations telles que leurs axes de polarisation se trouvent de façon générale dans le plan de l'arrangement, et les éléments d'un troisième jeu ont des orientations telles que leurs axes de polarisation sont perpendiculaires de façon générale aux axes de polarisation des éléments du premier jeu et du second jeu. 4. Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce que les éléments de chaque jeu sont dispersés parmi les éléments des autres jeux. 5. Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque élément (20) est disposé afin que son axe de polarisation ait une orientation dont la direc- tion diffère de celle de l'orientation des axes de pola- risation des éléments immédiatement adjacents dans l'arrangement. 6. Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce que les éléments (20) sont séparés par une dis- tance au plus égale & 1,5 cm environ. 7. Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il contient aussi un matériau élastomère sup- porté dans l'enveloppe (4, 8) et destiné à entourer et isoler mécaniquement les éléments les uns par rapport aux autres. 8. Ensemble selon la revendication 7, caractérisé en ce que le matériau élastomère est le polyuréthane. 9. Ensemble selon la revendication 7, caractérisé en ce que le matériau élastomère est le polyéthylène. 10. Ensemble transducteur piézoélectrique, carac- térisé en ce qu'il comprend une plaque centrale non conductrice (54) de montage, un premier et un second arrangement bidimensionnels et parallèles de façon générale, d'éléments piézoélec- triques (50, 58) très rapprochés, ayant de faibles caractéristiques de couplage parasite, le premier arran- gement étant monté d'un premier c6té de la plaque et le second arrangement étant monté de l'autre côté de la plaque, chaque élément des arrangements ayant des zones superficielles opposées et étant polarisé en di- rection perpendiculaire de façon générale aux zones superficielles de l'élément, certains au moins des élé- ments étant disposés de manière que leurs axes de pola- risation soient orientés transversalement & la plaque, une enveloppe (74) dans laquelle sont disposés la plaque et les arrangements, plusieurs électrodes (62) disposées sur les zones superficielles opposées des éléments piézoélectriques, et un dispositif conducteur (66) couplé aux électrodes et destiné à transmettre les signaux électriques aux éléments afin que ceux-ci soient soumis à des con- traintes le long d'axes de polarisation et créent des signaux de sonar, et destiné à transmettre des signaux électriques provenant des éléments lorsque ceux-ci sont soumis à des contraintes par les signaux reçus de sonar. 11. Ensemble selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'enveloppe (74) est formée d'un matériau élastomère destiné à isoler mécaniquement les éléments les uns par rapport aux autres. 12. Ensemble selon la revendication 11, caractérisé en ce que les éléments (50) de chaque arrangement sont séparés les uns des autres d'une distance inférieure ou égale à 1,5 mm environ. 13. Ensemble selon la revendication 11, caractérisé en ce que chaque arrangement a un premier jeu d'élé- ments dont les orientations sont telles que leurs axes de polarisation sont perpendiculaires de façon générale à la plaque, un second jeu d'éléments dont les orienta- tions sont telles que leurs axes de polarisation sont parallèles de façon générale à la plaque et perpendi- culaires aux axes de polarisation des éléments du pre- mier jeu, et un troisième jeu d'éléments dont les orien- tations sont telles que leurs axes de polarisation sont perpendiculaires de façon générale à ceux des éléments du premier et du second jeu. 14. Ensemble selon la revendication 13, caractérisé en ce que les éléments (50) de chaque jeu d'un arrange- ment sont dispersés parmi les éléments des autres jeux. 15. Ensemble selon la revendication 14, caractérisé en ce que chaque élément (50) de chaque arrangement est disposé de manière que son axe de polarisation soit orienté dans une direction différente de la direction d'orientation des axes de polarisation des éléments immé- diatement adjacents, dans chaque arrangement. 16. Ensemble selon la revendication 11, caractérisé en ce que chaque élément (50) du premier arrangement est disposé sur la plaque en position opposée à celle d'un élément correspondant (58) du second arrangement, les axes de polarisation de ces éléments ayant des posi- tions opposées et étant parallèles de façon générale. 17. Ensemble transducteur piézoélectrique, carac- térisé en ce qu'il comprend un arrangement bidimensionnel et plan de façon générale d'éléments piézoélectriques (20) très rapprochés, ayant de faibles caractéristiques de couplage parasite, chaque élément ayant des zones superficielles opposées, certains des éléments au moins étant disposés de manière que leurs zones superficielles oposées soient parallèles de façon générale au plan de l'arrangement, une enveloppe (4, 8) destinée à maintenir les éléments en place les uns par rapport aux autres, plusieurs électrodes (24) disposées sur les zones superficielles opposées des éléments, et un dispositif conducteur (28) couplé aux éleotrodes et destiné à transmettre des signaux électriques aux éléments afin que ceux-ci soient soumis à des contraintes et afin qu'ils créent des signaux de sonar, et destiné à transmettre des signaux électriques provenant des élé- ments lorsque ces derniers sont mis sous contrainte par les signaux reçus.